Pesquisadores da Rice University, em Houston-Texas, nos Estados Unidos, decodificaram as propriedades cinéticas do cimento e conseguiram programar as partículas microscópicas do material para que elas se arregimentem quando em contato com a água e demais agregados durante o processo de transformação em concreto. A inovação está em dar formas geométricas regulares às partículas na fase de cristalização, em vez de permitir que elas formem aglomerados desordenados, os quais costumam deixar vazios no concreto, por onde penetram as manifestações patológicas – principalmente, as infiltrações.

Com o ordenamento das micropartículas elas podem tomar formas de cubos, esferas ou prismas. Isso possibilita um concreto menos poroso e mais durável. Os pesquisadores batizaram o estudo de “cimento programável” e comparam a descoberta a uma modificação genética no DNA de células. Em escala nano, a equipe à frente da pesquisa conseguiu sintetizar o hidrato de silicato de cálcio (CSH), garantindo-lhe formas específicas. “O cimento programável levará a estruturas mais fortes, que podem ajudar a reduzir as emissões de carbono”, avalia Rouzbeh Shahsavari, professor do departamento de engenharia civil da Rice University.

Ao publicar a pesquisa no Journal of Materials Chemistry A, Rouzbeh Shahsavari explica como sua equipe conseguiu dar forma às micropartículas de cimento. “Técnicas anteriores para ordenar os cristais exigiam altas temperaturas, tempos de reação prolongados e uso de precursores orgânicos, mas nenhuma era eficiente. O que fizemos foi adicionar pequenas quantidades de surfactantes iônicos positivos e negativos e silicato de cálcio à CSH, expondo a mistura a dióxido de carbono e som ultra-sônico. As partículas tomaram forma em 25 minutos. Uma vez que as calcitas se formam, elas acionam as moléculas ao seu redor para se organizarem em cubos, esferas e outras formas”, escreve Shahsavari.

Pesquisa partiu de estudo do Massachusetts Institute of Technology em 2009

Os pesquisadores da Rice University partiram do estudo desenvolvido no Massachusetts Institute of Technology, em 2009, quando foi conseguido decodificar o “DNA” molecular do cimento. Para Rouzbeh Shahsavari, as estratégias desenvolvidas durante o projeto podem ter implicações em outras áreas, incluindo engenharia de tecido ósseo, entrega de medicamentos e materiais refratários, assim como a indústria cerâmica e de colóides.

No entanto, o professor afirma que sua equipe tem foco exclusivo no concreto. “O concreto usado hoje é um material amorfo com porosidade significativa, o que afeta sua força e durabilidade. A nova técnica tem vários benefícios. Um deles é criar um concreto mais forte, por causa do melhor agrupamento das partículas. A outra é que ele vai ser mais durável. Menos porosidade torna o material mais resistente a invasores químicos indesejáveis, permitindo que o concreto faça o trabalho de proteger sua estrutura de aço com mais eficácia”, finaliza.

Acesse a publicação original da pesquisa.

Entrevistado
Rouzbeh Shahsavari, professor do departamento de engenharia civil da Rice University (via assessoria de imprensa da Rice University)

Contato: rouzbeh@rice.edu

Jornalista responsável: Altair Santos MTB 2330