Cientistas criam material de gelo e celulose com resistência similar à do concreto convencional

Cientistas da Universidade Hebraica de Jerusalém desenvolveram o BioPykrete, um material composto por água congelada e nanocristais de celulose capaz de suportar pressões significativamente maiores que o gelo comum. A inovação utiliza partículas vegetais rígidas e uma proteína específica para criar um composto com propriedades mecânicas aprimoradas.

A engenharia molecular do BioPykrete

O projeto resgata o conceito do Pykrete, mistura de gelo e serragem estudada na Segunda Guerra Mundial para aumentar a resistência e retardar o degelo. No entanto, a nova abordagem substitui a serragem por nanocristais de celulose, que formam uma rede tridimensional ao redor de pequenas regiões de gelo durante o processo de congelamento.

O diferencial técnico reside na inclusão de uma proteína projetada para funcionar como um adesivo molecular. Essa proteína conecta a celulose ao gelo, permitindo que a equipe controle a interação entre os componentes em escala molecular, em vez de apenas misturar fibras à água.

Desempenho e resistência

Testes laboratoriais indicam que o BioPykrete apresenta uma resistência à compressão aproximadamente 10 vezes superior à do gelo puro, atingindo patamares similares aos do concreto convencional. Além disso, o material consegue absorver cerca de 70 vezes mais energia antes de sofrer ruptura.

A proteína de ligação foi fundamental para esses resultados, pois sua presença duplicou tanto a resistência quanto a capacidade de absorção de energia quando comparada a uma mistura de gelo e celulose sem esse agente molecular.

Comportamento estrutural e sustentabilidade

A modificação molecular altera a natureza da fratura do material. Enquanto o gelo comum apresenta uma ruptura súbita, o BioPykrete permite uma deformação progressiva, absorvendo mais energia antes de falhar. De acordo com Ido Braslavsky, professor da Universidade Hebraica de Jerusalém, o controle das conexões moleculares modifica a resistência e a forma como o material se rompe.

Devido à sua composição baseada em gelo e celulose vegetal, o material é biodegradável e possui baixa pegada de carbono. As aplicações previstas concentram-se em regiões árticas e antárticas, servindo como alternativa ao transporte oneroso e complexo de aço e concreto para a construção de estruturas em temperaturas extremas.