Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachussets, nos Estados Unidos, desenvolveram uma técnica que faz com que materiais possam suportar até 160 mil vezes o próprio peso. A ideia utiliza uma impressora 3D para imprimir materiais feitos de diferentes elementos em um formato que aumenta sua resistência.
O novo design é similar a uma grade entrelaçada em nanoescala, o que resulta em uma maior rigidez e força combinadas com baixa densidade. Esta estrutura pode ser aplicada em diferentes materiais, como metais ou polímeros, e obtida através de um processo de impressão em 3D de alta precisão, chamado microestereolitografia.
A tecnologia foi desenvolvida em parceria com o Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL, na sigla em inglês) e foi publicada no jornal científico Science pelos pesquisadores Nicholas Fang, Howon Lee, Qi Ge, do MIT, e Christopher Spadaccini e Xiaoyu Zheng, do LLNL.
A rigidez e a força de um material diminui junto com a densidade, explica Fang. “Mas usando as estruturas matemáticas certas para distribuir o peso, uma estrutura mais leve pode manter sua força”, completa.
A estrutura geométrica para estas microestruturas já havia sido determinada há uma década, mas o processo de transferir esse conhecimento para algo que poderia ser impresso demorou anos.
“Nós descobrimos que mesmo um material leve como aerogel possui rigidez comparável a alguns tipos de borracha sólida e 400 vezes mais forte que materiais de densidade similar. Estas amostras podem aguentar uma carga com peso 160 mil vezes superior ao seu próprio”, aponta Fang.
Até o momento, os pesquisadores testaram a estrutura em três materiais diferentes, feitos com metal, cerâmica e polímeros, e todos demonstraram as mesmas propriedades. “Este material é um dos mais leves do mundo, mas opera com rigidez quatro ordens de magnitude superior a de outros materiais com densidade similar”, diz o pesquisador Christopher Spadaccini.
A nova tecnologia pode ser útil em ambientes onde haja a necessidade de combinar rigidez com força e baixo peso, como em estruturas a serem usadas no espaço, ou mesmo em baterias para dispositivos portáteis. A estrutura também pode conduzir som e ondas elásticas de maneira uniforme, abrindo o caminho para seu uso em materiais acústicos.
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*Imagem capa meramente ilustrativa, por Bruno Girão
