Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Merced, desenvolveram um material flexível e condutor que poderá um dia melhorar a durabilidade de dispositivos vestíveis, como smartwatches. O novo material tem durabilidade adaptativa, o que significa que fica mais resistente quando esticado ou impactado. Curiosamente, este material foi inspirado na cozinha.

Jessica Wang, pesquisadora principal do projeto, observou que quando o amido de milho e a água são misturados lentamente, a colher para mexer se move facilmente pela mistura. Quando você remove a colher e tenta forçá-la de volta, obtém um resultado diferente. Este é o comportamento dos fluidos não newtonianos. “É como esfaquear uma superfície dura e a colher não consegue mais entrar”, disse Wang.

O objetivo da equipe era simular essa propriedade peculiar em materiais condutores sólidos. Para atingir o seu objetivo, a equipa teve de identificar a combinação certa de polímeros conjugados, longas tiras de moléculas condutoras em forma de fios de esparguete. A maioria dos polímeros flexíveis quebra quando submetidos a impactos repetidos, rápidos ou severos.

Os pesquisadores usaram primeiro uma solução aquosa de quatro polímeros: ácido poli (2-acrilamida-2-metilpropanossulfônico) semelhante a espaguete, moléculas mais curtas de polianilina e uma combinação condutora chamada poli (3,4-etilenodioxitiofeno) poliestireno sulfonato (PEDOT: PSS).

Eles ajustaram a fórmula para melhorar a condutividade e a durabilidade adaptativa. Por exemplo, adicionar 10% de PEDOT:PSS à mistura melhora a condutividade e a durabilidade adaptativa.

A equipe também tentou adicionar pequenas moléculas à mistura, observando como cada aditivo alterava as propriedades do polímero. Em última análise, os aditivos de nanopartículas com carga positiva melhoraram mais a função adaptativa.

“Adicionar moléculas carregadas positivamente ao nosso material torna-o mais forte a taxas de alongamento mais elevadas”, disse Di Wu, investigador de pós-doutoramento no laboratório.

As aplicações práticas podem incluir pulseiras integradas e sensores traseiros para smartwatches que podem suportar facilmente o ambiente hostil da vida diária no pulso humano. O material flexível também poderia ter aplicações médicas, talvez integrando-se a dispositivos vestíveis, como sensores cardiovasculares ou monitores de glicose no sangue.

Wu e sua equipe até modificaram uma versão inicial do material adequada para impressão 3D e criaram uma réplica de uma mão humana para demonstrar seu potencial para uso como membro protético.

“Ele tem muitas áreas de aplicação potenciais e estamos entusiasmados em ver aonde esse recurso novo e não convencional nos levará”, disse Wang.