Investigadores descobriram como aplicar um revestimento protetor a praticamente qualquer superfície, incluindo folhas de plantas vivas, recorrendo apenas a ondas sonoras de alta frequência.
Sem calor, químicos agressivos ou danos. O revestimento funciona como um protetor solar: bloqueia a radiação UV prejudicial, sem impedir o funcionamento normal de tudo o que está por baixo.
O trabalho foi desenvolvido na RMIT University, que apresentou este ano um pedido de patente provisória para a tecnologia.
Proteger plantas com ondas sonoras
Revestir superfícies frágeis é mais complexo do que parece. Muitos dos materiais mais promissores nesta área apresentam propriedades realmente úteis, entre as quais a absorção de UV, a separação de moléculas e a proteção de superfícies.
Contudo, a sua utilização exige frequentemente temperaturas elevadas ou solventes agressivos.
Isso exclui logo uma vasta gama de superfícies que os investigadores poderiam querer revestir, como tecido vivo, plásticos macios e componentes eletrónicos sensíveis.
O próprio material é promissor, mas o processo de aplicação é destrutivo.
Este compromisso tem limitado toda uma família de materiais denominada estruturas orgânicas covalentes, ou COFs. Estes materiais integram a classe mais ampla de materiais porosos cujo desenvolvimento foi distinguido com o Prémio Nobel da Química.
Uma forma mais suave de revestir superfícies
As COFs podem ser concebidas com precisão para desempenhar uma ampla variedade de funções úteis. No passado, aplicá-las em superfícies delicadas revelou-se difícil.
Muitas vezes, os investigadores tinham de optar entre preservar a estrutura do material e evitar danos na superfície subjacente.
“Este trabalho demonstra uma forma de evitar esse compromisso, ao formar e aplicar o revestimento em condições muito suaves”, afirmou Leslie Yeo, coautor do estudo e professor distinto da RMIT University.
Como o som realiza o processo
O método consiste em usar ondas sonoras de alta frequência para impulsionar todo o processo. A formulação líquida de COF é submetida a vibrações que a fragmentam em gotículas microscópicas, formando uma névoa fina.
Enquanto estas gotículas atravessam o ar, o material COF organiza-se rapidamente numa camada sólida estruturada, que depois se deposita de forma uniforme sobre a superfície localizada abaixo.
O fabrico e o revestimento decorrem em simultâneo, ao ar livre, à temperatura ambiente e em poucos minutos.
“Ao utilizarmos ondas sonoras, conseguimos formar e depositar o revestimento em poucos minutos, sem aquecer nem danificar a superfície”, afirmou Amgad Rezk, coautor do estudo e professor associado da RMIT University.
“Esta é uma mudança importante face aos métodos de revestimento convencionais e permite-nos trabalhar com materiais frágeis, incluindo tecido vegetal vivo.”
A equipa salientou que o seu método reúne o fabrico e o revestimento numa única etapa, uma simplicidade que permite adaptá-lo a diferentes superfícies e aplicações.
Testes em plantas vivas
Para demonstrar quão suave é realmente o processo, os investigadores aplicaram o revestimento em folhas de plantas vivas. Revestiram apenas uma parte de cada folha, para compararem diretamente, lado a lado, as zonas tratadas e não tratadas.
As áreas revestidas absorveram a luz UV, mas continuaram a deixar passar a luz visível, permitindo que a planta prosseguisse normalmente a fotossíntese sob a sua nova proteção UV.
Quando o revestimento foi removido mais tarde, as folhas e as plantas continuaram a crescer normalmente durante meses. Não houve danos persistentes nem perturbações na saúde das plantas.
Um material que, normalmente, requer processamento a alta temperatura foi aplicado numa folha viva, permaneceu no local a cumprir a sua função, foi removido e deixou a folha sem qualquer alteração.
Trata-se de uma demonstração relevante da suavidade desta abordagem. Os investigadores escolheram uma folha viva precisamente por ser uma superfície de teste quase tão frágil quanto é possível encontrar.
Para além da experiência com plantas
A experiência com plantas foi uma prova de conceito, não o objetivo final. A oportunidade real é muito mais abrangente.
Muitas tecnologias emergentes dependem de materiais extremamente sensíveis ao calor e a químicos. Entre elas encontram-se sensores eletrónicos, membranas e novos tipos de componentes.
Ainda assim, estes materiais necessitam de camadas superficiais protetoras ou funcionais para resistirem fora do laboratório.
Até agora, aplicar essas camadas sem danificar o material subjacente era difícil ou impossível.
“Isso cria oportunidades para indústrias que trabalham com materiais sensíveis e que simplesmente não podiam ser processados desta forma antes”, afirmou Rezk.
Uma plataforma de revestimento flexível
A plataforma de revestimento não está limitada a um único material nem a uma só aplicação. Diferentes formulações líquidas poderão, potencialmente, produzir revestimentos com propriedades ajustadas a diversas finalidades e superfícies.
O mecanismo de aplicação através de ondas sonoras mantém-se, mas aquilo que transporta pode variar consideravelmente.
Por agora, a imagem que permanece é a de uma folha de planta com protetor solar, a crescer feliz e completamente indiferente ao assunto.
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