Cientistas usam hidrogel para criar 'músculo' que se fortalece com o tempo

1 min de leitura
Imagem de: Cientistas usam hidrogel para criar 'músculo' que se fortalece com o tempo
Fonte: Pixabay
Avatar do autor

Inspirada pelo processo de fortalecimento dos músculos humanos, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Hokkaido, no Japão, desenvolveu uma forma de fabricar materiais que se tornam mais resistentes à medida que são mecanicamente estressados. Em outras palavras, esses materiais, em vez de se desgastarem, se tornarão mais fortes com o uso e o passar do tempo.

Para isso, a equipe, chefiada pelo cientista Takahiro Matsuda, utilizou um hidrogel de rede dupla, que é macio e resistente ao mesmo tempo, já que possui dois tipos de redes poliméricas: uma macia e elástica e outra rígida e quebradiça.

Quando o hidrogel foi colocado em uma solução contendo monômeros (forma simples dos polímeros) e exposto a uma força de tração, suas cadeias poliméricas rígidas se romperam, atraindo os monômeros para as extremidades fragmentadas e formando novos polímeros na região, o que podemos chamar de polimerização. O resultado desse processo foi a recriação e o fortalecimento da rede rígida, enquanto a rede macia, que não sofreu alteração ao ser esticada, continuou dando forma e mantendo a estrutura do gel. Observe os passos I, II e II da figura abaixo:

Fonte: Reprodução/Takahiro Matsuda (Science/AAAS)

Em comparação com a experiência japonesa, algo semelhante acontece com os corpos dos atletas que praticam levantamento de peso. Com o esforço exercido na malhação e a realização dos movimentos repetitivos, as fibras musculares (rede rígida) se quebram, estimulando a formação de fibras novas e mais fortes. Nesse caso, os monômeros dos músculos são os aminoácidos contidos nas proteínas. É por esse motivo que os músculos dos atletas crescem e se desenvolvem.

No estudo de Matsuda, é aplicado o mesmo princípio do efeito da malhação sobre os músculos humanos: quanto mais o hidrogel é esticado, mais a rede rígida se rompe e acumula novos polímeros. Isso faz o volume e a resistência dessa rede aumentar. A equipe reportou que a força do hidrogel cresceu até 1,5 vez, enquanto sua rigidez aumentou 23 vezes, e o pesou subiu 86%.

O estudo de Matsuda foi publicado no site da Science. Para ele e sua equipe, esse é o pontapé inicial para a criação de materiais muito mais duradouros do que os que existem atualmente, sendo ativos e adaptáveis. Uma boa aplicação seria na confecção de exoesqueletos flexíveis usados por pacientes que sofreram lesões ósseas e/ou musculares. No entanto, isso só será possível quando os cientistas criarem um mecanismo de suprimento de monômeros autossuficiente.

Comentários

Conteúdo disponível somente online
Cientistas usam hidrogel para criar 'músculo' que se fortalece com o tempo