Cientistas da Universidade Hebrea de Jerusalém desenvolveram um material congelado reforçado com nanocristais de celulose e uma proteína capaz de resistir a esforços muito maiores do que o gelo comum. O novo composto, batizado de BioPykrete, consegue absorver impactos intensos e se deforma progressivamente antes de quebrar, diferentemente do gelo puro que se fratura de forma súbita.
A resistência do BioPykrete é comparável à do concreto convencional, atingindo uma compressão dez vezes superior à do gelo puro. Nos testes de laboratório, o material absorveu aproximadamente setenta vezes mais energia antes de se romper, evidenciando uma mudança substancial nas propriedades mecânicas do gelo quando submetido a esse reforço.
Como a proteína fortalece a estrutura
O passo decisivo na pesquisa foi incorporar uma proteína especificamente projetada para agir como adesivo molecular. Essa proteína funciona como uma ponte: uma extremidade se Liga ao gelo. E a outra à celulose, conectando ambos os componentes dentro da estrutura congelada e garantindo que os materiais se relacionem adequadamente em escala molecular.
A importância dessa proteína fica clara quando se comparam os resultados. Quando o BioPykrete incluiu a proteína, tanto a resistência quanto a energia absorvida duplicaram em relação a uma mistura de hielo e celulose sem esse componente molecular. Isso demonstra que o controle preciso de como os materiais se conectam é fundamental para modificar o comportamento mecânico do conjunto.
Origem na engenharia de Guerra e aplicações futuras
A abordagem recupera um conceito investigado durante a Segunda Guerra Mundial: o Pykrete, uma mistura de hielo e serragem que apresentava maior resistência e levava mais tempo para derreter do que o gelo comum.
Ido Braslavsky, professor da Universidade Hebrea de Jerusalém, explicou que o objetivo da pesquisa foi ir além de simplesmente misturar fibras com gelo, buscando controlar como os diferentes materiais se conectam em nível molecular para modificar tanto a resistência quanto a forma como o material se quebra.
Os pesquisadores atualizaram essa ideia substituindo o reforço macroscópico grosseiro por nanocristais de celulose, partículas minúsculas e rígidas originárias do material natural que confere estrutura às plantas.
Quando a mistura congela, esses nanocristais formam uma rede tridimensional ao redor de pequenas regiões de gelo. As possíveis aplicações do BioPykrete concentram-se por enquanto nas regiões árticas e antárticas, onde transportar concreto, aço e outros materiais de construção é complicado e dispendioso.
Composto principalmente por gelo e celulose vegetal, o BioPykrete poderia se tornar uma alternativa biodegradável com pegada de carbono menor para determinadas estruturas submetidas ao frio extremo, viabilizando construções em ambientes extremos com custos significativamente reduzidos.
