Inovação

Cientistas criam cimento 100 vezes mais resistente

Cimento criado por pesquisadores possui a resistência semelhante a de um ouriço do mar e pode ser até 100 vezes mais resistente que o concreto.

Na composição dos resistentes espinhos dos ouriços marinhos há calcita.

O mineral, em si, é frágil, porém a natureza organizou os seus componentes em estruturas ainda mais organizadas, originando conchas muito firmes para alguns animais marinhos. 

O princípio é semelhante ao utilizado para a construção de paredes de tijolos: os blocos são organizados em fileiras e separados por um material fácil de moldar, como a argamassa. 

Desse modo, as rachaduras que podem ocorrer em um tijolo conseguem ser contidas e não se espalham para os outros.

Na Alemanha, pesquisadores da Universidade de Constança utilizaram-se desse mecanismo, presente na estrutura dos ouriços, para que fosse possível criar um cimento de maior resistência do que os disponíveis nos dias de hoje.

Eles utilizaram o material presente no cimento utilizado normalmente, o silicato de cálcio hidratado, porém arranjaram sua nanoestrutura da mesma forma que a calcita presente nos animais.

O rearranjo foi realizado em minúsculos blocos cristalinos, cercados por camadas de um polímero, que agem como uma argamassa.

Cimento mais resistente: saiba mais

Segundo os cientistas, o cimento atual não possui boa resistência a fraturas. 

É por isso que, nas construções de concreto, usam-se barras de aço para que se mantenha firme.

 O novo material é cerca de 100 vezes mais resistente do que o concreto.

No cimento utilizado normalmente, as estruturas nanométricas são orientadas de uma forma mais aleatória, formando uma rede porosa.

Para Helmut, líder da pesquisa, na estrutura do cimento criado, essas unidades são ordenadas segundo o princípio de uma parede de tijolos que é utilizado em certos materiais como na madrepérola e nos espinhos dos ouriços-do-mar.

A fim de rearranjar a nanoestrutura do cimento, os cientistas usaram polímeros capazes de  conectar apenas às partículas do material, formando pequenos cristais

 Após, houve um aumento no pH da mistura fazendo com que essas unidades se arranjassem sozinhas em fileiras organizadas, criando os chamados meso cristais.

 O polímero envolve a estrutura e dificulta a propagação de rachaduras.

Para poder determinar a resistência da substância, os pesquisadores cortaram uma barra contendo três micrômetros de cimento ; sendo que um micrômetro equivale à milionésima parte do metro ; depois dobraram utilizando um micromanipulador.

 Após sua soltura, a barra retornou à sua forma original, e os cálculos da sua deformação indicaram uma resistência a fraturas de 200 megapascais (MPa). 

Em comparação, a concha dos mexilhões é considerada o ápice dessa resistência ; possui 210 megapascais (MPa); e o concreto comum, um valor entre dois e cinco.


Imagem em destaque: Foto/Reprodução Internet

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