Uma
equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na
sigla em inglês) desenvolveu um dos mais resistentes materiais conhecidos. Pela
compressão e fusão de pedaços de grafeno, uma combinação do carbono, o novo
material tem densidade de apenas 5% da do aço, mas pode ser até dez vezes mais
resistentes.
Em
sua forma bidimensional, o grafeno é um dos materiais mais fortes do mundo, e a
nova técnica desenvolvida pelo MIT permite o uso tridimensional do composto,
que permite reforçar ainda mais a sua resistência pela configuração geométrica.
O feito foi descrito no periódico “Science Advances”, e tem potencial para
revolucionar a engenharia.
Outros
pesquisadores já tentaram usar o grafeno em estruturas tridimensionais, mas
falharam. A equipe do MIT, liderada por Markus Buehler, diretor do Departamento
de Engenharia Civil e Ambiental do instituto, decidiu solucionar o problema
analisando o comportamento do material a nível atômico.
Materiais
bidimensionais, basicamente “folhas” com a espessura de um átomo, possuem força
excepcional e características elétricas únicas. Mas segundo Buehler, por causa
da espessura “eles não são muito úteis para a construção de materiais 3D que
possam ser usados em veículos, prédios e dispositivos eletrônicos”.
O que nós fizemos foi realizar o desejo de
traduzir esses materiais 2D em estruturas tridimensionais, disse Buehler.
Os
cientistas conseguiram comprimir pequenos flocos de grafeno usando uma
combinação de calor e pressão. Esse processo resultou numa estrutura forte e
estável, cujo formato lembra alguns corais e criaturas microscópicas conhecidas
como diatomáceas. Esses formatos, com enorme área de superfície em proporção
com o volume, se provaram notavelmente resistentes.
Depois que criamos essas estruturas 3D, nós
quisemos ver qual é o limite, qual o material mais forte que poderíamos
produzir, disse Zhao Qin, coautor do
estudo.
Uma
de nossas amostras tem 5% da densidade do aço, mas é dez vezes mais forte.
A
explicação está na geometria. De acordo com Buehler, o que aconteceu com o
grafeno aconteceria com uma folha de papel, por exemplo. O papel tem pouca
resistência, e pode ser facilmente amassado, mas quando dobrado em determinados
formatos, como enrolado em um tubo, sua força se torna substancialmente maior.
E
as possíveis aplicações são inúmeras. Dependendo da geometria, pode ser
possível construir estruturas mais leves que o ar, que podem ser usadas como
substitutos de longa duração para os balões de hélio. O arranjo estrutural pode
ser produzido com outros materiais para redução de custos e aplicação em massa
pela engenharia.
Você pode usar o grafeno ou usar a geometria
que descobrimos com outros materiais, como polímeros ou metais. Você pode
substituir o material por qualquer coisa, disse Buehler. A geometria é o fator dominante. É algo com
potencial para ser transferido para muitas coisas.
Fonte-extraglobo
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