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Borracha verde eletrocondutora é desenvolvida pela Unicamp

24/11/2022

O látex é um material usado há quase 200 anos para a fabricação de diversos produtos. Porém, para a obtenção deste polímero, é necessária a vulcanização, um processo à base de enxofre e outros produtos químicos, que usa altas temperaturas para alterar a composição da borracha e melhorar as suas propriedades, e que é bastante agressivo ao meio ambiente.
Recentemente, os cientistas Stanislav Moshkalev, Raluca Savu e Junko Tsukamoto no Centro de Componentes Semicondutores e Nanotecnologias da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas) desenvolveram uma técnica para otimizar as propriedades do látex reduzindo o impacto ambiental do processo e criando uma nova borracha eletrocondutora.
A nova borracha eletrocondutora é obtida em temperatura ambiente, a partir da mistura de materiais biocompatíveis, com redução ou ausência do uso de reagentes orgânicos e sem aplicação da etapa de vulcanização.
“Conseguimos chegar a uma mistura adequada que conferiu novas propriedades para a borracha verde, feita do látex. A partir de materiais grafíticos e nanocelulose, em um trabalho multidisciplinar, desenvolvemos um filme flexível que é bom condutor de eletricidade e de calor”, explica Moshkalev.
Segundo o físico, o novo material pode substituir metais em áreas como a química e a biomedicina. Uma das aplicações seria o revestimento de sensores e eletrodos para exames e tratamentos médicos. Outra seria na produção de dispositivos vestíveis, como roupas de mergulho, luvas e equipamentos aquecidos.
“Com essa tecnologia mostramos que é possível criar propriedades mecânicas e elétricas interessantes na borracha, um passo a mais no desenvolvimento de produtos inovadores”, completa.
O material foi obtido por meio da associação de nanocristais de grafite (ou grafeno) ao látex e à celulose. O grafite é um mineral ultraleve e abundante no Brasil, formado por vários planos superpostos, como numa pilha de folhas de papel, que são os grafenos. Essas lâminas têm propriedades elétricas e térmicas notáveis dentre os não-metais. “Mas, assim como um papel, os filmes de grafite se rasgam facilmente”, lembra Moshkalev.
Para aumentar a resistência mecânica do grafite, foi feita a combinação com o látex e a celulose, extraída da semente da tanchagem (ou tansagem), planta de origem europeia, mas largamente encontrada no Brasil e conhecida por seu uso terapêutico. A concentração ideal determinada nas pesquisas resultou na mudança de propriedades físicas, químicas e térmicas específicas da borracha e, consequentemente, na interação com o grafite, reforçando o material, sem a necessidade de vulcanização.
“Utilizamos a quantidade mínima de látex e ajustamos as proporções, mas vimos que apenas o látex não era suficiente para garantir a estabilidade e resistência que buscávamos. Foi então que tivemos a ideia de associar o gel das sementes da tanchagem para obter as propriedades esperadas da forma mais simples e sustentável possível”, explica a engenheira Junko Tsukamoto.
A combinação entre o grafeno e a nanocelulose não é novidade na fabricação, por exemplo, de eletrodos flexíveis para o armazenamento de energia com supercapacitores. “A nanocelulose é geralmente usada como um substrato para aparelhos eletrônicos por apresentar biodegradabilidade, flexibilidade mecânica e reatividade química”, comenta Tsukamoto.
O que diferencia, no entanto, a invenção da Unicamp é o processo de mistura dos compostos naturais, de origem vegetal e mineral, biocompatíveis, a partir de reações simples, com a possibilidade do uso de água no lugar de solventes orgânicos. “Ao desenvolver o estudo que resultou na tecnologia, pensamos no tripé da sustentabilidade, envolvendo o social, com uso de matérias-primas locais, o econômico, na busca de redução de custos, e o ambiental, eliminando etapas agressivas do processo”, diz a pesquisadora.
A nova borracha já teve patente depositada no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) com o apoio da Inova Unicamp. Entre as vantagens do material, os pesquisadores destacam a flexibilidade. “Diferente de um metal, que é rígido, esse compósito condutor a base de borracha verde pode ser dobrado e voltar à sua forma original”, diz Moshkalev.
Essa característica viabiliza aplicações variadas que necessitam de intervalos longos de deformação mecânica. “Além disso, ele não oxida, ao contrário de um metal”, completa.

A matéria na íntegra pode ser lida no Ciclo Vivo

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