Andar como uma ... osga?
Solas de animais como modelo para um polímero que adere ao gelo
Uma solução para as lesões causadas por escorregadelas e quedas poderá estar debaixo dos pés - literalmente. As solas das patas das osgas têm mecanismos hidrofílicos (que gostam de água) que permitem aos pequenos animais moverem-se facilmente sobre superfícies húmidas e escorregadias. Os investigadores relatam na ACS Applied Materials & Interfaces que enriqueceram a borracha de silicone com nanopartículas de zircónio para criar um polímero antiderrapante inspirado nas osgas. O material, que adere ao gelo, poderia ser incorporado em solas de sapatos para reduzir as lesões nos seres humanos.
De acordo com a Organização Mundial de Saúde, os escorregões e as quedas são responsáveis por mais de 38 milhões de ferimentos e 684 000 mortes todos os anos. E quase metade destes acidentes ocorrem no gelo. As solas de sapatos antiderrapantes actuais baseiam-se em materiais como a borracha natural, que repelem a camada líquida de água que se encontra no pavimento num dia de chuva. No entanto, em pavimentos gelados, as solas de sapatos com estes materiais podem fazer com que o gelo derreta sob a pressão do utilizador, criando a superfície escorregadia contra a qual o calçado é suposto proteger.
Estudos anteriores sobre pés de lagartixa levaram a novas ideias para o desenvolvimento de polímeros antiderrapantes mais eficazes. Neste trabalho, verificou-se que a viscosidade das solas dos pés provém de uma adesão hidrofílica e capilar: a força da água atraída para sulcos estreitos na bola do pé cria uma sucção que ajuda a lagartixa a navegar em superfícies escorregadias. Vipin Richhariya, Ashis Tripathy, Md Julker Nine e colegas queriam desenvolver um polímero com adesão capilar reforçada que funcionasse em pavimentos chuvosos e superfícies geladas.
Os investigadores começaram por utilizar um polímero de borracha de silicone e adicionaram nanopartículas de zircónio para fazer com que o material atraísse as moléculas de água. Depois de enrolar o material compósito numa película fina, curaram-na com calor e utilizaram um laser para gravar um padrão de ranhuras na superfície da película, expondo as nanopartículas hidrofílicas de zircónio. Quando a película encontrava moléculas de água no gelo, ficava colada à superfície escorregadia porque o polímero imitava a ação capilar das solas antiderrapantes dos pés de lagartixa. Testaram cinco versões do material nanocompósito com diferentes pesos de nanopartículas de zircónio: 1%, 3%, 5%, 7% e 9%.
Utilizando espetroscopia de infravermelhos e testes de fricção simulados, os investigadores descobriram que os nanocompósitos mais antiderrapantes continham 3 e 5 por cento de nanopartículas de zircónio em peso. Para além de uma sola de sapato antiderrapante inspirada na natureza, a equipa afirma que esta tecnologia também pode ser utilizada para inovações médicas como a pele eletrónica e a pele artificial, em que os polímeros interagem com uma camada de líquido entre duas superfícies diferentes.
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