Cientistas usam hidrogel para criar 'músculo' que se fortalece com o tempo
Por
Inspirada
pelo processo de fortalecimento dos músculos humanos, uma equipe de
pesquisadores da Universidade de Hokkaido, no Japão, desenvolveu uma
forma de fabricar materiais que se tornam mais resistentes à medida que
são mecanicamente estressados. Em outras palavras, esses materiais, em
vez de se desgastarem, se tornarão mais fortes com o uso e o passar do
tempo.
Para
isso, a equipe, chefiada pelo cientista Takahiro Matsuda, utilizou um
hidrogel de rede dupla, que é macio e resistente ao mesmo tempo, já que
possui dois tipos de redes poliméricas: uma macia e elástica e outra
rígida e quebradiça.
Quando
o hidrogel foi colocado em uma solução contendo monômeros (forma
simples dos polímeros) e exposto a uma força de tração, suas cadeias
poliméricas rígidas se romperam, atraindo os monômeros para as
extremidades fragmentadas e formando novos polímeros na região, o que
podemos chamar de polimerização. O resultado desse processo foi a
recriação e o fortalecimento da rede rígida, enquanto a rede macia, que
não sofreu alteração ao ser esticada, continuou dando forma e mantendo a
estrutura do gel. Observe os passos I, II e II da figura abaixo:
Fonte: Reprodução/Takahiro Matsuda (Science/AAAS)
Em
comparação com a experiência japonesa, algo semelhante acontece com os
corpos dos atletas que praticam levantamento de peso. Com o esforço
exercido na malhação e a realização dos movimentos repetitivos, as
fibras musculares (rede rígida) se quebram, estimulando a formação de
fibras novas e mais fortes. Nesse caso, os monômeros dos músculos são os
aminoácidos contidos nas proteínas. É por esse motivo que os músculos
dos atletas crescem e se desenvolvem.
No
estudo de Matsuda, é aplicado o mesmo princípio do efeito da malhação
sobre os músculos humanos: quanto mais o hidrogel é esticado, mais a
rede rígida se rompe e acumula novos polímeros. Isso faz o volume e a
resistência dessa rede aumentar. A equipe reportou que a força do
hidrogel cresceu até 1,5 vez, enquanto sua rigidez aumentou 23 vezes, e o
pesou subiu 86%.
O estudo de Matsuda foi publicado no site da Science.
Para ele e sua equipe, esse é o pontapé inicial para a criação de
materiais muito mais duradouros do que os que existem atualmente, sendo
ativos e adaptáveis. Uma boa aplicação seria na confecção de
exoesqueletos flexíveis usados por pacientes que sofreram lesões ósseas
e/ou musculares. No entanto, isso só será possível quando os cientistas
criarem um mecanismo de suprimento de monômeros autossuficiente.
Fonte: Tecmundo
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