Cientistas usam hidrogel para criar 'músculo' que se fortalece com o tempo
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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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