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Opinião|O que a gelatina que você come e o pelo de urso polar têm a ver com um casaco inovador?

Cientistas desenvolveram tecido isolante térmico para frio extremo tão bom quanto a pele do mamífero a partir de estudos sobre o aerogel

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Foto do author Fernando Reinach
Atualização:

Tudo começou com uma aposta em 1931. Steven Kistler, um cientista americano, foi desafiado por um amigo a retirar a água de uma geleia sem destruir sua estrutura tridimensional. É isso: um gel, uma geleia ou a gelatina, apesar de serem compostos quase que totalmente por água, mantêm sua forma. É por isso que pegamos geleia com uma faca para espalhar na torrada. A nossa querida gelatina é um caso típico, você põe um pouco de um pozinho (ágar) em um monte de água, aquece e, quando ela esfria, obtém algo quase sólido.

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A gelatina é composta por fibras que formam um arcabouço sólido preenchido por líquido. Se você secar a gelatina no forno para remover a água, ela perde sua estrutura, pois a parte sólida, muito delicada, colapsa. Kistler ganhou a aposta congelando rapidamente a geleia e colocando ela no vácuo. Nessas condições, a água passa diretamente do estado sólido ao estado gasoso (esse processo chama sublimação) e a estrutura sólida fica preservada. O resultado é um material sólido cheio de ar, muito leve. É o que chamamos de um aerogel (um gel preenchido por ar). Parece o antigo algodão doce.

Os aerogéis estão entre os melhores isolantes térmicos conhecidos e são muito usados para isolar paredes de casas nos locais de clima frio. Mas se eles são tão leves e isolam tão bem, por que não os usar para fazer casacos? O problema é que eles são muito frágeis e pouco maleáveis. Eles se quebram facilmente, não resistem ao serem lavados ou esticados. Ou seja, não têm as propriedades necessárias para serem usados para fazer fios e muito menos tecidos.

A coisa estava mal-parada até que, nas últimas décadas, um grupo de biólogos resolveu estudar os pelos dos ursos polares. Esses ursos vivem no Ártico e os pelos brancos que os recobrem estão entre os melhores isolantes térmicos conhecidos. Não é à toa que os esquimós usam casacos feitos de pele de urso polar. Eles são muito mais finos que os feitos de outras peles e ótimos isolantes. E, mais, não encharcam quando o urso nada de um bloco de gelo para o outro.

A análise dos pelos dos ursos demonstrou que eles têm em seu interior um aerogel, ou seja, são cheios de ar. Mas esse núcleo de aerogel é recoberto por uma camada de proteínas totalmente impermeável, que protege o aerogel, não deixando que a água entre e impedindo seu rompimento.

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Cientistas chineses criaram um fio para tecido que mimetiza os pelos de urso. Foto: Robert Taylor/The Great Canadian Travel Company/Divulgação

Foi essa descoberta que inspirou cientistas chineses a criar um fio para tecido que mimetizasse os pelos de urso. E conseguiram. Primeiro, eles conseguiram criar um fio de aerogel muito fino através de uma técnica de rotação (é como o algodão doce é fabricado na porta do cinema). Em seguida, recobriram esse fio com uma capa de poliuretano, que é um plástico totalmente impermeável. O resultado é um pelo de urso polar artificial. Esse fio é maleável, não quebra, resiste ao esticamento e pode ser imerso em água sem que ela penetre no aerogel. E, mais, pode ser tingido de diversas cores.

Os cientistas desenvolveram uma máquina capaz de produzir o fio em grande quantidade e o usaram para produzir tecidos. E os tecidos foram usados para fazer casacos e os casacos foram usados por voluntários e comparados com casacos de lã, de algodão e de pena de ganso.

Os casacos resistem bem na máquina de lavar, podem ser esticados 20.000 vezes que voltam à sua forma original, não desbotam, não cheiram (e se fossem sandálias havaianas eu diria que não soltam as tiras). Mas o mais impressionante é que esse tecido se revelou o melhor isolante térmico conhecido. Ele isola tão bem quanto um casaco de pluma de ganso cinco vezes mais grosso. Ou seja, tem propriedades semelhantes à pele dos ursos polares.

Os cientistas dizem que esse novo material tem todas as qualidades para se tornar um sucesso comercial. Mas tem um problema, ele ainda é muito caro para produzir, e é esse o foco dos cientistas: conseguir produzir esse pelo de urso artificial a um custo que permita seu uso em casacos. Quando isso acontecer, vamos encontrar casacos extremamente finos que nos protegerão de frios extremos, e tudo sem precisar matar um urso ou arrancar as penas dos pobres gansos.

Mais informações: Biomimetic, knittable aerogel fiber for thermal insulation textile. Science 2023

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Opinião por Fernando Reinach

Biólogo, PHD em Biologia Celular e Molecular pela Cornell University e autor de "A Chegada do Novo Coronavírus no Brasil"; "Folha de Lótus, Escorregador de Mosquito"; e "A Longa Marcha dos Grilos Canibais"

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