Nanotubos de carbono aumentam a força da estocada

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Tecidos que resistem a cortes de faca podem ajudar a prevenir lesões e salvar vidas. Mas uma faca afiada o suficiente ou um golpe muito forte pode passar por alguns desses materiais. Agora, os 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 fornecem melhor proteção. As aplicações incluem roupas anti-esfaqueamento, capacetes e palmilhas, bem como embalagens resistentes a cortes.

A armadura corporal macia é normalmente feita de aramida, polietileno de peso molecular ultra-alto ou tecidos de carbono e vidro. Sua resistência à perfuração depende, em parte, do atrito entre as fibras dos fios dentro desses materiais. Até certo ponto, maior atrito significa maior proteção. Os fabricantes podem aumentar o atrito tornando as superfícies das fibras mais 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 de espessamento total (STF) ou um revestimento de poliuretano (PU). Mas esses tecidos compostos não podem atender simultaneamente aos requisitos de magreza, flexibilidade e peso leve. Ting-Ting Li, Xing-xiang Zhang e seus 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 de penetração simulados, o tecido de aramida revestido com PAE superou o material não revestido usado sozinho ou em combinação com STF ou PU. Os nanotubos de carbono são conhecidos por tornar os compósitos mais resistentes, e adicioná-los à aramida/PAE melhorou ainda mais a resistência ao impacto. A equipe diz que é porque os nanotubos criaram pontes entre as fibras, aumentando assim o atrito. Os nanotubos também formaram uma rede protetora fina que dispersou o estresse do ponto de impacto e ajudou a evitar a desintegração da fibra. O novo tecido compósito leve, flexível e resistente a perfurações pode ser útil em aplicações militares e civis, de acordo com os pesquisadores.

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

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