Como o hidrogel pode ser a chave para proteger astronautas da radiação espacial

O espaço não é nada seguro para o corpo humano. Enquanto estão em missões fora da Terra, tanto os astronautas quanto os dispositivos que usam são expostos a altos níveis de radiação e, sem proteção adequada, os tripulantes podem correr sérios riscos. Pensando nisso, cientistas da Universidade de Ghent, na Bélgica, vêm investigando como o hidrogel via impressão 3D pode protegê-los destes efeitos, e os resultados têm sido positivos.  

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Pode não parecer, mas o espaço é preenchido por fluxos de partículas bastante energéticas, que se movem quase à velocidade da luz. Tais partículas são disparadas tanto pelas erupções no Sol como em explosões cósmicas poderosas vindas de locais distantes em nossa galáxia. 

A boa notícia é que o campo magnético da Terra e a atmosfera são ótimos escudos contra muito da radiação cósmica. Mas isso muda para os astronautas: se passarem apenas um dia além destas camadas protetoras, eles são expostos a uma quantidade de radiação equivalente àquela que recebemos na Terra em um ano inteiro. 

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O problema é que as partículas energéticas afetam tecidos vivos, mudando o funcionamento das células e até matando-as. Aliás, os danos da radiação no corpo humano podem se estender para o cérebro, coração e para o sistema nervoso central. 

Agora, imagine os riscos: segundo estimativas da ESA, um astronauta viajando a Marte receberia uma dose de radiação 700 vezes maior que aquela que temos na Terra! Como as agências espaciais vêm se preparando para enviar os astronautas em missões de longa duração no espaço, os cientistas vêm investigando formas de proteger os tripulantes contra estas partículas e descobriram que a água pode ajudar. 

Água e a proteção contra a radiação

O segredo desta proteção está na composição da água: além de ser relativamente densa, e os vários átomos de hidrogênio dela interagem com as partículas de radiação e as desaceleram. Mesmo com essas propriedades, um sistema de proteção baseado em água talvez seja a melhor alternativa. É que, mesmo que um dispositivo do tipo fosse instalado nos trajes espaciais dos astronautas, o dispositivo poderia limitar os movimentos deles e talvez a água não fosse distribuída uniformemente, o que prejudicaria a proteção. Ainda, haveria o risco de vazamentos. 

Para contornar estes desafios, pesquisadores do Grupo de Química de Polímeros e Biomateriais, da Universidade de Ghent, estão explorando o uso de polímeros superabsorventes (“SAPs”, na sigla em inglês) como uma alternativa para a proteção contra a radiação. Assim como brinquedos que mudam o tamanho quando têm contato com a água, os SAP conseguem absorver algumas centenas de vezes o seu peso em líquidos; quando isso ocorre, eles se expandem e passam a ser chamados de “hidrogeis”. 

A grande eficiência dos hidrogeis para a retenção de água os torna uma ótima proteção contra a radiação do espaço, seja para habitats, seja para trajes voltados para atividades extraveiculares. A água no hidrogel não estaria em estado de livre flutuação, o que permitiria a distribuição mais homogênea e consequente proteção. E mesmo que a estrutura fosse perfurada, a água não iria vazar, permitindo que os astronautas tivessem mais tempo para chegar em algum lugar seguro. 

Hidrogel na exploração espacial 

Para Malgorzata Holynska, da da Seção de Controle de Materiais, Ambientes e Contaminação da Agência Espacial Europeia, o material pode servir até para missões não tripuladas. Neste caso, o componente poderia ser usado em escudos de radiação nas espaçonaves ou em reservas de água — mas, para este último caso, os cientistas ainda precisam encontrar uma forma de recuperar a água do hidrogel. 

Manon Minsart concorda. “O polímero superabsorvente que estamos usando pode ser processado com diferentes técnicas múltiplas, que é uma qualidade rara e vantajosa em meio aos polímeros”, observou. “Nosso método escolhido foi a impressão 3D, que nos permite criar um hidrogel em quase qualquer formato que quisermos”, finalizou. 

Agora que mostraram que o hidrogel é seguro para ser usado em aplicações espaciais, os pesquisadores já planejam os próximos passos. “Nesse projeto de acompanhamento, estamos aplicando diferentes técnicas para criar o formato do material na estrutura 3D e escalar o processo de produção, para ficarmos um passo mais próximos da industrialização”, finalizou.  

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