Polímeros Inteligentes

Os polímeros encontram-se praticamente em tudo o que fazemos no nosso dia-a-dia. Os compostos poliméricos mais conhecidos são os plásticos (garrafas, CD, estofos para automóveis, portas, persianas, embalagens, entre outros).


Nos últimos anos, muitos investigadores têm direcionado os seus esforços para os chamados “polímeros inteligentes” como, por exemplo, os hidrogéis, que são materiais compatíveis com a água, que se destacam pela capacidade de responder a estímulos externos (temperatura, pH, etc.). Para efetuar o estudo destes polímeros inteligentes, será necessário o uso de equipamento específico, como por exemplo, a microscopia eletrónica de varrimento (figura 1), para a determinação das nano- e micro- estruturas destes materiais. É também avaliada a performance dos hidrogéis produzidos através da sua capacidade de absorver água em diferentes condições de temperatura e pH. Assim, é feita a ligação entre as condições iniciais de produção, usando uma instalação experimental como a apresentada na figura 2, com as aplicações finais dos hidrogéis, tais como na libertação controlada de fármacos com aplicações na medicina, nos processos de separação para a proteção ambiental, na capacidade de absorção com aplicações em produtos de higiene e no cultivo de zonas desérticas, entre outras.


É possível simular o comportamento do hidrogel, por exemplo, na libertação controlada de um fármaco no corpo humano, em que o hidrogel responde ao aumento da temperatura corporal, contraindo-se e, assim, expulsando o princípio ativo. Propriedades similares são usadas para provocar a libertação localizada de fármacos em função do pH, como por exemplo no estômago (meio ácido) ou no intestino (meio alcalino). Por outro lado, num hidrogel superabsorvente verifica-se a capacidade de absorver quantidades de fluido que representam várias vezes o seu peso: 1 grama de polímero consegue absorver quase 1 litro de água (~1000 gramas).


Nestes estudos são usados também modelos matemáticos de previsão do processo de produção e comportamento dos materiais obtidos. A comparação das medições experimentais com essas previsões permite a produção de hidrogéis com propriedades pré-definidas e, assim, é possível projetar e melhorar as suas propriedades finais. Com o uso destas ferramentas é também possível obter mais-valias a nível energético, económico e ambiental pois não é necessário realizar tantas experiências para chegar aos resultados pretendidos.

Figura 1 – Imagem de um polímero inteligente obtida por Microscopia Eletrónica de Varrimento.

Figura 2 – Instalação experimental usada na produção de polímeros inteligentes.

Miguel Gonçalves, Vírginia Pinto e Rolando Dias (Instituto Politécnico de Bragança) - 2013-08-07 15:12:33