Batman, Justiceiro e o kevlar, o que um tem a ver com o outro?

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Vocês já devem ter percebido que em algumas versões do Batman, em especial as mais antigas, o homem – morcego possui uma elipse amarela no peito, com o seu “logotipo” padrão, a silhueta de um morcego preto. Sempre me perguntei porque um herói tão soturno como o Batman, com seu uniforme negro, ou em tons de cinza, vai usar logo uma elipse amarela no meio do peito. Bom, a resposta para isso é fácil, se levarmos em conta que o Batman é um herói sem superpoderes. Diferentemente do Superman, se o Batman levar um tiro na cabeça “era uma vez um morcego”. A elipse no peito servia justamente de alvo para que os vilões, normalmente no escuro, focassem justamente na parte mais visível, seu peitoral. Acontece que o Batman não é nada bobo (não mesmo!!!). Seu peitoral é protegido por um colete à prova de balas, feito de um material muito especial chamado de Kevlar®. Parece que os desenhistas mais recentes deixaram de lado esse conceito, e hoje temos um Batman com a roupagem toda negra, mas com certeza, tão protegida quanto as anteriores.

A mesma ideia pode ser observada em outro herói, desta vez do universo Marvel. Estou falando de Frank Castle, o Justiceiro (Punisher, em inglês). Assim como o Batman o Justiceiro é um herói (ele está mais para anti-herói) sem superpoderes. E no caso dele é até pior porque não conta com todos os aparatos tecnológico do Batman. O Justiceiro possui uma grande caveira em todo seu peitoral e abdome, e não usa máscara nem capacete. A ideia por trás dessa caveira é que ela chame a atenção dos bandidos para que eles mirem nela, e não na cabeça dele. E do que é feita essa caveira? Bom … creio que vocês responderam corretamente – “de Kevlar”. E é!!!

Legal … mas o que é Kevlar, e principalmente, por que isto está num blog de química? É simples … vamos conhecer o Kevlar do ponto de vista químico e entender porque ele é tão resistente.

Monômeros do Kevlar
Monômeros do Kevlar

Mas antes vamos deixar claro que o Kevlar é um material do mundo real, e não apenas do universo Marvel e/ou DC. O Kevlar é uma fibra sintética altamente resistente produzindo pelo megagrupo DuPont. Para termos ideia da resistência do Kevlar, vamos imaginar um cabo de aço. Creio que todos concordam que o aço é um bom exemplo de material resistente. A agora vamos imaginar um cabo de mesmo diâmetro feito com Kevlar. O cabo de Kevlar é de cinco a sete vezes mais resistente que o de aço!!!! Por este motivo ele é usado na fabricação de colete à prova de balas, tanques de combustível de Fórmula 1, cintos de segurança, linhas de pesca, fibras de alta resistência e coisas do gênero.

Do ponto de vista químico o Kevlar é um polímero, ou seja, uma macromolécula formada pela repetição periódica de moléculas mais simples. Os monômeros do Kevlar, ou seja, os reagentes usados na formação do polímero, são a p-fenilenodiamina, e o cloreto tereftaloila, mostrados no quadro ao lado.

O tipo de reação entre essas duas substâncias, a reação de polimerização, envolve uma reação chamada de substituição nucleofílica ao grupo acila. Na verdade, os átomos de nitrogênio da p-fenilenodiamina usam seu par de elétrons não ligantes para se ligar ao átomo de carbono ligado ao oxigênio do cloreto tereftaloila. Neste processo o átomo de cloro, e um átomo de hidrogênio ligado ao átomo de nitrogênio, saem na forma de ácido clorídrico (HCl). Esta reação acaba gerando a estrutura polimérica mostrada abaixo. Estou destacando a parte azul que é proveniente da p-fenilenodiamina e a parte vermelha corresponde à porção vinda do cloreto tereftaloila.

Arranjo molecular do Kevlar
Arranjo molecular do Kevlar

A resistência do Kevlar deve-se, sobretudo, à sua estrutura molecular, sendo um bom exemplo de como a organização das moléculas se refletem em propriedades macroscópicas. Um dos motivos está no fato de a fibra polimérica ser formada principalmente por anéis aromáticos. Esse tipo de grupo formam moléculas com baixo grau de liberdade, ou seja, são moléculas mais rígidas, que sofrem pouca rotação entre as ligações. Para efeito de comparação, a molécula de DNA também é polimérica, no entanto seus constituintes possuem um grau de liberdade bem mais elevado, e isto faz com que a molécula seja distorcida na forma de “hélice”. Além disto, essas fibras relativamente rígidas interagem fortemente com outras fibras através de várias ligações de hidrogênio, representadas pelo retângulo verde na figura anterior. Estas ligações intermoleculares conferem ainda mais rigidez a um sistema já naturalmente rígido. E por fim, as fibras do polímero são naturalmente alinhadas ao longo de um eixo específico, e por isso não são desordenadas. A combinação desses três fatores formam um sistema bem organizado, e devido a essas fortes interações criam um sistema rígido o suficiente a ponto de ser usado nos uniformes de heróis de quadrinho, e olha que para proteger esses caras tem que ser muito resistentes, rsrsrsrrsrsrs.

E ai, gostaram? Viram como o conhecimento de química permite o desenvolvimento de tecnologias capazes de fazer diferença no nosso dia-a-dia. Então, deixem seu comentário, e até o próximo artigo do Ensinando & Aprendendo.