Nanotubos de carbono aumentam a força da facada

May 09, 2024

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Tecidos que resistem a cortes de faca podem ajudar a prevenir lesões e salvar vidas. Mas uma faca afiada ou um golpe muito forte pode atravessar alguns desses materiais. Agora, pesquisadores relatam na ACS Applied Nano Materials que os nanotubos de carbono e o poliacrilato fortalecem a aramida convencional para produzir tecidos leves e macios que proporcionam melhor proteção. As aplicações incluem roupas, capacetes e palmilhas anti-esfaqueamento, bem como embalagens resistentes a cortes.

A armadura macia é normalmente feita de aramida, polietileno de altíssimo peso molecular ou tecidos de carbono e vidro. A sua resistência à perfuração depende, em parte, do atrito entre as fibras dos fios dentro destes materiais. Até certo ponto, maior atrito significa maior proteção. Os fabricantes podem aumentar o atrito tornando as superfícies das fibras ásperas, mas isso requer um processo complicado e o rendimento do produto é baixo. Alternativamente, a força de ligação entre os fios pode ser aumentada pela adição de outro componente, como um fluido espessante (STF) ou um revestimento de poliuretano (PU). Mas esses tecidos compostos não conseguem satisfazer simultaneamente os requisitos de espessura, flexibilidade e leveza. Ting-Ting Li, Xing-xiang Zhang e colegas queriam encontrar outra maneira de melhorar o desempenho e ao mesmo tempo satisfazer esses critérios.

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Os pesquisadores testaram uma emulsão de poliacrilato (PAE), STF e PU como revestimentos em tecido de aramida. Em testes simulados de facada, o tecido de aramida revestido com PAE superou o material não revestido usado sozinho ou em combinação com STF ou PU. Sabe-se que os nanotubos de carbono tornam os compósitos mais resistentes e adicioná-los à aramida/PAE melhorou ainda mais a resistência ao impacto. A equipe diz que isso ocorre porque os nanotubos criaram pontes entre as fibras, aumentando assim o atrito. Os nanotubos também formaram uma rede fina e protetora que dispersou a tensão do ponto de impacto e ajudou a prevenir a desintegração da fibra. O novo tecido compósito leve, flexível e resistente a perfurações pode ser útil em aplicações militares e civis, segundo os pesquisadores.

Referência: Cai W hua, Li T ting, Zhang X xiang. Tecidos de aramida reforçados com nanotubos de carbono de paredes múltiplas de poliacrilato e carboxílico como compósitos flexíveis resistentes a perfurações para aplicações anti-esfaqueamento. ACS Appl Nano Mater. 2023;6(7):6334-6344. doi:10.1021/acsanm.3c00738

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