Pesquisadores descobriram uma forma de aplicar um revestimento protetor em praticamente qualquer superfície - inclusive em folhas vivas de plantas - usando apenas ondas sonoras de alta frequência.
Sem calor, sem químicos agressivos, sem causar danos. Na prática, o revestimento funciona como um protetor solar: ele bloqueia a radiação UV nociva e, ainda assim, mantém tudo o que está por baixo operando normalmente.
O trabalho foi desenvolvido na RMIT University, que entrou com um pedido de patente provisória relacionado ao método no começo deste ano.
Protegendo plantas com ondas sonoras
Revestir superfícies frágeis é mais complicado do que parece. Muitos dos materiais mais promissores nessa área apresentam propriedades realmente úteis, como absorção de UV, separação de moléculas e proteção de superfície.
O problema é que, para trabalhar com esses materiais, normalmente são necessários processos em altas temperaturas ou com solventes fortes.
Isso elimina de imediato uma enorme variedade de superfícies que, na prática, os pesquisadores gostariam de revestir - incluindo tecidos vivos, plásticos macios e componentes eletrónicos sensíveis.
Ou seja: o material pode ser excelente, mas o modo de aplicação costuma ser destrutivo.
Esse dilema tem travado o avanço de toda uma família de materiais chamada estruturas orgânicas covalentes, ou COFs (covalent organic frameworks). Esses materiais fazem parte de uma classe mais ampla de materiais porosos cujo desenvolvimento foi reconhecido com o Prémio Nobel de Química.
Uma forma mais suave de revestir superfícies
Os COFs podem ser projetados com grande precisão para desempenhar várias funções úteis. Porém, por muito tempo, transferi-los para superfícies delicadas foi um desafio.
Com frequência, os pesquisadores precisavam escolher entre manter a estrutura do material intacta e não danificar a superfície que receberia o revestimento.
“Este trabalho mostra um caminho para evitar esse compromisso, formando e aplicando o material em condições muito suaves”, afirmou a coautora do estudo Leslie Yeo, professora distinguida na RMIT University.
Como o som faz o trabalho
A chave do método é usar ondas sonoras de alta frequência para conduzir todo o processo. A formulação líquida do COF é submetida a vibrações que a fragmentam em gotículas microscópicas - uma névoa fina.
Enquanto essas gotículas se deslocam pelo ar, o material do COF se organiza rapidamente e se monta numa camada sólida estruturada, que então se deposita de forma uniforme sobre qualquer superfície posicionada abaixo.
Assim, a fabricação do material e o revestimento acontecem ao mesmo tempo, em ambiente aberto, à temperatura ambiente e em questão de minutos.
“Ao usar ondas sonoras, conseguimos formar e depositar o revestimento em minutos, sem aquecer nem danificar a superfície”, disse o coautor do estudo Amgad Rezk, professor associado na RMIT University.
“Isso representa uma grande mudança em relação aos métodos convencionais de revestimento e permite trabalhar com materiais frágeis, incluindo tecido vegetal vivo.”
A equipa destacou que o método une produção e aplicação numa única etapa - uma simplicidade que facilita a adaptação para diferentes superfícies e usos.
Testando em plantas vivas
Para deixar claro o quão delicado o processo é, os pesquisadores aplicaram o revestimento em folhas vivas. Eles cobriram apenas uma parte de cada folha para comparar diretamente, lado a lado, as áreas tratadas e as não tratadas.
As zonas revestidas passaram a absorver luz UV, mas continuaram deixando a luz visível atravessar - o que significa que a planta pôde manter a fotossíntese normalmente, agora sob um escudo contra UV.
Quando o revestimento foi removido mais tarde, as folhas e as plantas continuaram a crescer normalmente durante meses. Sem dano persistente e sem impacto na saúde da planta.
Um material que, em geral, exige processamento em alta temperatura foi aplicado numa folha viva, permaneceu no local cumprindo sua função, foi retirado e, ainda assim, não afetou a folha.
É uma demonstração relevante do quanto a abordagem é suave. A equipa escolheu uma folha viva justamente por ser, provavelmente, uma das superfícies de teste mais frágeis disponíveis para esse tipo de experiência.
Para além do experimento com plantas
O ensaio com plantas foi uma prova de conceito, não o objetivo final. O potencial real é muito mais amplo.
Várias tecnologias emergentes dependem de materiais extremamente sensíveis a calor e a químicos. É o caso de sensores eletrónicos, membranas e novos tipos de componentes.
Ainda assim, esses sistemas precisam de camadas superficiais protetoras ou funcionais para operar fora do laboratório.
Até agora, aplicar essas camadas sem comprometer o material de base era difícil - ou até inviável.
“Isso abre oportunidades para indústrias que trabalham com materiais sensíveis e que simplesmente não poderiam ser processados dessa forma antes”, afirmou Rezk.
Uma plataforma de revestimento flexível
A plataforma de revestimento não está limitada a um único material nem a uma única aplicação. Em princípio, diferentes formulações líquidas podem gerar revestimentos com propriedades ajustadas a objetivos e superfícies distintas.
O mecanismo de entrega por ondas sonoras é o elemento constante - mas o que ele transporta pode variar bastante.
Por enquanto, a imagem que fica é a de uma folha usando protetor solar, crescendo sem problemas e sem se importar minimamente.
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