Notícia

A era da matéria mole

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Fonte

Universidade Hokkaido

Data

sexta-feira, 1 março 2019 11:15

Áreas

Ciência dos Materiais. Biomateriais. Biotecnologia. Inovação Tecnológica.

Na física, a “dureza” e a “moleza” das substâncias são definidas pela sua resposta às forças externas. Enquanto a matéria dura mostra certa resistência a esforços externos e mudanças condicionais, como temperatura ambiente, luz e pressão, os materiais compostos por matéria mole (macia) facilmente se deformam em resposta a tais estímulos externos. Eles podem ser elásticos, viscosos ou ambos, com suas fases mudando quando sofrem deformação. É difícil apresentar uma definição precisa para a matéria mole justamente porque ela possui uma ampla gama de propriedades que a caracterizam entre sólidos e líquidos. Tais propriedades permitem que a matéria mole tome várias formas.

Materiais típicos de matéria mole incluem coloides, polímeros, surfactantes, cristais líquidos e géis. Eles são encontrados em objetos do cotidiano, desde tintas, sabonetes e tecidos até alimentos como tofu, leite e iogurte. Até nossos corpos são feitos de matéria mole, exceto tecidos duros como ossos e dentes. Hoje, a matéria mole é onipresente, mas é um campo acadêmico relativamente novo. Muitos aspectos da matéria mole permanecem um mistério.

A matéria mole é caracterizada por sua complexidade estrutural e dinâmica. Na matéria dura, o arranjo de átomos é altamente ordenado, permitindo que os pesquisadores entendam ou prevejam as propriedades gerais e o comportamento de um material a partir de seu arranjo e componentes moleculares médios. No entanto, obter um quadro tão claro e global da matéria mole a partir de uma análise parcial não é fácil, porque suas estruturas e dinâmicas são heterogêneas e hierárquicas em todas as escalas, desde a microscópica até a macroscópica. O que os materiais de matéria macia têm em comum é que eles consistem em moléculas grandes ou em um agregado de moléculas que se movimentam coletivamente. Eles são mantidos juntos por interações intermoleculares fracas. Estas características conferem à matéria mole características como a reatividade forte e não linear a forças externas, bem como uma resposta lenta e não-equilibrada a estímulos externos.

O futuro e a matéria mole

A matéria mole atraiu a atenção global não apenas como um campo promissor, mas também pelo seu alto potencial para aplicações práticas. Nos últimos anos, os hidrogéis se tornaram um elemento importante na pesquisa de matéria mole ao lado de cristais líquidos e borrachas. Hidrogéis, cujas formas moles e hidratadas exibem algumas semelhanças com os tecidos humanos, mostraram possibilidades significativas para várias aplicações médicas, desde biomateriais para articulações artificiais até materiais avançados que ajudarão a regenerar cartilagens e descobrir o câncer em um estágio inicial. De fato, os hidrogéis já foram usados ​​para fazer lentes de contato altamente funcionais e alguns dispositivos médicos que exigem contato direto com o corpo humano.

Matérias moles versáteis podem formar tecnologias futuras importantes em muitos outros setores, incluindo eletrônicos, automóveis e aviação, bem como áreas do meio ambiente e engenharia de robôs. Por exemplo, a matéria mole poderia permitir o desenvolvimento da tecnologia de purificação da água, e um robô com inteligência artificial poderia ajuda a melhorar a enfermagem e outros serviços em uma sociedade orientada para o bem-estar. O uso de componentes macios em automóveis aumentaria a segurança dos passageiros, pois esses materiais podem absorver a energia de colisões. Substâncias suaves mais sustentáveis ​​e com maior eficiência energética ajudariam a reduzir o consumo de energia, enquanto materiais de construção leves poderiam aumentar a resistência dos edifícios a desastres naturais, como terremotos. Itens diários como roupas, alimentos e cosméticos também se tornariam mais sofisticados e funcionais à medida que nossa compreensão da matéria mole se aprofunde.

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Fonte: Universidade Hokkaido. Imagem: Divulgação.

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