Os pesquisadores desenvolveram um material gelatinoso que pode suportar o equivalente a um elefante parado sobre ele e se recuperar completamente a  sua forma original, embora seja 80% a¡gua.

O material macio, mas forte, desenvolvido por uma equipe da Universidade de Cambridge, parece e se sente como uma gelatina mole, mas age como um vidro ultraduro e inquebra¡vel quando comprimido, apesar de seu alto teor de a¡gua.

A parte não aquosa do material éuma rede de polímeros mantidos juntos por interações reversa­veis liga / desliga que controlam as propriedades meca¢nicas do material . Esta éa primeira vez que uma resistência tão significativa a  compressão foi incorporada em um material macio .

A 'supergeleia' poderia ser usada para uma ampla gama de aplicações potenciais, incluindo roba³tica leve, bioeletra´nica ou mesmo como um substituto de cartilagem para uso biomédico. Os resultados são relatados na revista Nature Materials .

A forma como os materiais se comportam - sejam eles macios ou firmes, quebradia§os ou fortes - depende de sua estrutura molecular. Os hidroganãis ela¡sticos parecidos com borracha tem muitas propriedades interessantes que os tornam um assunto popular de pesquisa - como sua resistência e capacidade de autocura - mas fazer hidroganãis que podem resistir a  compressão sem serem esmagados éum desafio.

"Para fazer materiais com as propriedades meca¢nicas que desejamos, usamos reticuladores, onde duas moléculas são unidas por uma ligação química", disse o Dr. Zehuan Huang do Departamento de Quí­mica de Yusuf Hamied, o primeiro autor do estudo. "Usamos reticuladores reversa­veis para fazer hidroganãis macios e ela¡sticos, mas fazer um hidrogel duro e compressa­vel édifa­cil e projetar um material com essas propriedades étotalmente contra-intuitivo."

Trabalhando no laboratório do professor Oren Scherman, que liderou a pesquisa, a equipe usou moléculas em forma de barril chamadas cucurbiturilas para fazer um hidrogel que pode resistir a  compressão. O cucurbituril éa molanãcula de reticulação que contanãm duas moléculas ha³spedes em sua cavidade - como uma algema molecular. Os pesquisadores projetaram moléculas convidadas que preferem permanecer dentro da cavidade por mais tempo do que o normal, o que mantanãm a rede de pola­mero firmemente ligada, permitindo que ela resista a  compressão.

"Com 80% de conteaºdo de a¡gua, vocêpensaria que ele explodiria como um bala£o de a¡gua, mas não acontece: ele permanece intacto e suporta enormes forças de compressão", disse Scherman, diretor do Laborata³rio de Melville da Universidade para Sa­ntese de Pola­meros. "As propriedades do hidrogel estãoaparentemente em desacordo entre si."

"A forma como o hidrogel pode suportar a compressão foi surpreendente, não se parecia com nada que vimos nos hidroganãis", disse a coautora Dra. Jade McCune, também do Departamento de Quí­mica. "Tambanãm descobrimos que a resistência a  compressão poderia ser facilmente controlada simplesmente mudando a estrutura química da molanãcula ha³spede dentro da algema."

Para fazer seus hidroganãis semelhantes a vidro, a equipe escolheu moléculas especa­ficas para a algema. Alterar a estrutura molecular das moléculas ha³spedes dentro da algema permitiu que a dina¢mica do material "desacelerasse" consideravelmente, com o desempenho meca¢nico do hidrogel final variando de estados semelhantes a borracha a vidro.

Os pesquisadores usaram o material para fazer um sensor de pressão de hidrogel para monitoramento em tempo real dos movimentos humanos, incluindo ficar de panã, andar e pular.

"Atéonde sabemos, esta éa primeira vez que os hidroganãis de vidro são feitos. Nãoestamos apenas escrevendo algo novo nos livros, o que érealmente empolgante, mas estamos abrindo um novo capa­tulo na área de materiais macios de alto desempenho ", disse Huang.

Pesquisadores do laboratório Scherman estãoatualmente trabalhando para desenvolver ainda mais esses materiais semelhantes ao vidro para aplicações biomédicas e bioeletra´nicas, em colaboração com especialistas da engenharia e da ciência dos materiais. A pesquisa foi financiada em parte pelo Leverhulme Trust e pela Marie SkÅ‚odowska-Curie Fellowship.