Mechanism of Mold-Induced Degradation of Silicone Rubber Under Microgravity in Space Environment

Dentro das cabines seladas e com clima controlado de uma estação espacial, uma batalha silenciosa está ocorrendo entre a tecnologia humana e a vida microscópica que inevitavelmente viaja conosco. A borracha de silicone, um material valorizado por sua flexibilidade e capacidade de suportar temperaturas extremas, serve como o selante crítico que mantém o ar dentro e o vácuo do espaço fora. É o herói anônimo que mantém unidos os sistemas de suporte à vida e os componentes elétricos. No entanto, este material não é imune aos fungos minúsculos que pegam carona em astronautas e equipamentos. No ambiente quente, úmido e rico em nutrientes de uma espaçonave, esses fungos podem se estabelecer em superfícies de borracha, alimentando-se dos aditivos orgânicos deixados durante a fabricação. A questão para os engenheiros tem sido, há muito tempo, se as condições únicas do espaço — especificamente a ausência de gravidade — mudariam a forma como esses organismos atacam seu hospedeiro. O ambiente flutuante e sem peso tornaria a borracha mais vulnerável ou, de alguma forma, protegeria o material ao interromper a capacidade de crescimento dos fungos?

Para responder a isso, pesquisadores do programa espacial da China e de universidades realizaram uma comparação direta, enviando amostras de borracha de silicone para a órbita a bordo da espaçonave Shenzhou, enquanto mantinham amostras idênticas na Terra. Eles inocularam ambos os conjuntos de amostras com um mofo comum conhecido como Aspergillus brasiliensis, um fungo frequentemente encontrado no solo e em vegetação em decomposição. As amostras espaciais passaram noventa dias na microgravidade real da Estação Espacial Chinesa, enquanto as amostras terrestres cresceram em um ambiente de laboratório controlado que imitava a temperatura e a umidade da estação. Ao trazer as amostras espaciaas de volta à Terra e analisá-las ao lado de suas gêmeas terrestres, a equipe pôde observar exatamente como a falta de gravidade influenciou o comportamento do mofo e o subsequente dano à borracha.

Os resultados revelaram uma diferença surpreendente na forma como o mofo se comportou nos dois ambientes. Na Terra, o mofo prosperou. Os esporos, que são as pequenas unidades reprodutivas do fungo, estabeleceram-se pesadamente sobre a superfície da borracha, formando aglomerados densos. À medida que cresciam, secretavam uma quantidade significativa de ácidos orgânicos, incluindo um tipo específico chamado ácido butírico. Esses ácidos agiam como um solvente químico, penetrando na borracha e quebrando sua estrutura interna. Os pesquisadores descobriram que a quantidade total de ácido produzida pelo mofo baseado na Terra foi dez vezes maior do que a produzida pelo mofo no espaço. Esse ataque químico levou a danos visíveis: a superfície da borracha tornou-se áspera, picada e descamada, perdendo seu acabamento liso e, crucialmente, sua capacidade de resistir ao fluxo de eletricidade. As propriedades de isolamento do material caíram de aproximadamente 600 kΩ·cm para cerca de 330 kΩ·cm, uma redução de quase 50%, um sinal de que suas cadeias moleculares internas foram severamente comprometidas.

Em contraste, o mofo no espaço lutou para estabelecer um ponto de apoio. Sem a gravidade para puxar os esporos para baixo e mantê-los assentados na superfície, o líquido contendo os esporos comportou-se de forma diferente, sendo impulsionado principalmente pela tensão superficial. Isso fez com que os esporos se concentrassem apenas nas bordas das gotas de líquido, em vez de se espalharem uniformemente pela borracha. Consequentemente, o mofo no espaço permaneceu esparso e amplamente inativo. Produziu muito pouco dos ácidos orgânicos prejudiciais e a superfície da borracha permaneceu amplamente intacta. Embora houvesse algumas rachaduras menores onde o líquido havia secado, o material não sofreu a erosão generalizada observada na Terra. Os pesquisadores confirmaram isso examinando a borracha sob microscópios poderosos e usando luz para detectar mudanças químicas; as amostras espaciais mostraram muito menos sinais da decomposição molecular que caracteriza a degradação fúngica.

O estudo conclui que o ambiente de microgravidade altera significamente o processo de degradação, resultando em menos danos ao material em comparação com as condições da Terra. A ausência de gravidade impede que o mofo forme as colônias densas e produtoras de ácido que são tão destrutivas no solo. Em vez de uma camada uniforme de decomposição, o ambiente espacial resulta em uma colonização irregular e fraca que deixa o material com um grau menor de degradação. Esta descoberta é vital para o futuro dos voos espaciais de longa duração, pois sugere que as vedações de borracha de silicone podem sofrer menos desgaste biológico em órbita do que na Terra. Ela fornece aos engenheiros uma imagem mais clara de como os materiais envelhecerão no espaço, permitindo que projetem melhores estratégias de proteção e garantam que as vedações críticas que mantêm os astronautas seguros permaneçam confiáveis por muitos anos.