MÚSCULO ARTIFICIAL DE CARBONO E CERA
Autor: Thais Benicio | Publicado: 2014-07-02T16:32:00-03:00


Material desenvolvido no 
Texas, com a participação de brasileiros, tem capacidade para erguer até
 100 mil vezes o seu próprio peso 
Um
 "músculo artificial", feito de nanotubos de carbono revestidos com 
cera, 85 vezes mais forte que um músculo humano, é a última novidade no 
ramo da nanotecnologia, apresentada hoje na revista Science. O material,
 com capacidade para erguer até 100 mil vezes o seu próprio peso, foi 
desenvolvido na Universidade do Texas em Dallas (EUA), em parceria com 
pesquisadores brasileiros, australianos, canadenses, chineses e 
sul-coreanos.

A invenção, apesar do nome, não se parece com um bíceps humano. O termo 
"músculo artificial" se refere à capacidade do material de mudar de 
forma quando estimulado e produzir força por meio da contração de 
filamentos - semelhante ao que ocorre num músculo humano, quando as 
fibras do bíceps se contraem para mover o braço, estimuladas pelos 
nervos.

O material desenvolvido em Dallas é essencialmente uma fibra retorcida 
de nanotubos de carbono revestidos com parafina. As inovações estão na 
estrutura helicoidal da fibra, que lhe permite aplicar forças lineares e
 rotacionais a um objeto quando contraída, e no fato de que essa 
contração pode ser induzida simplesmente por um estímulo térmico, 
produzido por uma corrente elétrica ou luminosa.

Vários vídeos demonstrativos, divulgados com o trabalho na Science, 
mostram o "músculo" sendo contraído para erguer objetos, movimentar 
hélices e até para acionar uma pequena catapulta. Imagine algo como um 
fio de lã (só que muito mais fino e forte) pendurado ao teto com um peso
 na ponta. Quando o fio é aquecido por meio de uma lâmpada incandescente
 ou de uma corrente elétrica, o calor faz instantaneamente com que ele 
se torça e diminua de comprimento, levantando o peso. E assim que a luz 
ou a eletricidade é desligada, ele "relaxa" de novo, podendo repetir o 
processo milhões de vezes sem sofrer danos.

"Combinamos as propriedades térmicas da cera com as propriedades 
mecânicas dos nanotubos de carbono", explica o engenheiro brasileiro 
Márcio Dias Lima, que faz pós-doutorado no Instituto de Nanotecnologia 
da universidade texana e é um dos autores principais do trabalho.

Propriedades. A vantagem dos nanotubos é que eles são extremamente 
leves, fortes e resistentes - proporcionalmente, cem vezes mais fortes 
que o aço. A vantagem da cera é a sua capacidade de expansão térmica - o
 movimento do "músculo" ocorre porque a cera expande quando aquecida e 
retorna ao seu formato original quando resfriada, causando contração e 
relaxamento da fibra.

Modelos anteriores de músculos artificiais precisavam estar imersos em 
algum tipo de solução eletroquímica para serem estimulados, o que 
limitava seriamente seu leque de aplicabilidades. "A gente até brincava 
que os robôs do futuro teriam de beber para conseguir andar", diz o 
pesquisador Douglas Galvão, do Departamento de Física Aplicada da 
Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Ele foi um dos responsáveis
 pelo trabalho de modelagem da pesquisa, em parceria com seu aluno 
Leonardo Machado e o professor Alexandre Fonseca, da Universidade 
Estadual Paulista (Unesp) em Bauru.

O material ainda pode ser melhorado, mas já é comercialmente viável e 
funcional para aplicações em pequena escala, que não necessitam de 
grandes quantidades de fibra - já que um dos principais desafios do 
setor ainda é produzir nanotubos de carbono em escala industrial.

A lista de possíveis aplicações tecnológicas permeia diversas áreas, 
como a biomedicina, a robótica, o setor têxtil, energético, automotivo e
 aeroespacial. As fibras, por exemplo, poderiam ser substitutos leves e 
resistentes para uma série de sistemas mecânicos, rígidos e pesados, 
usados como "atuadores" em veículos, aeronaves e robôs. Ou como base 
para tecidos e membranas inteligentes, capazes de se adaptar 
automaticamente a mudanças nas condições do ambiente.

Há muito interesse também em aplicações militares, tanto que os dois 
principais financiadores da pesquisa nos EUA foram a Força Aérea e a 
Marinha.

Uma possibilidade tentadora, inspirada no nome do produto, seria 
desenvolver enxertos capazes de recuperar - ou até substituir - músculos
 humanos de verdade, para aplicações ortopédicas em vítimas de trauma ou
 doença. Lima, porém, diz que isso não é possível por enquanto.

"O problema é que você precisa aquecer a fibra a temperaturas acima do 
tolerável pelo organismo", diz. "Para uso em próteses robóticas, porém, é
 algo totalmente viável."

O próximo desafio da equipe, segundo ele, é justamente desenvolver uma 
fibra que não precise ser aquecida para funcionar - estimulada por vias 
químicas, por exemplo - e com uma resistência mecânica ainda maior.

A brasileira Mônica de Andrade também assina o trabalho pelo Instituto de Nanotecnologia da Universidade do Texas.