Já imaginou um material que se adapta ao impacto, absorvendo energia como um ninja desviando de golpes ou se remodelando como um Transformer? Cientistas criaram um novo tipo
Já imaginou um material que se adapta ao impacto, absorvendo energia como um ninja desviando de golpes ou se remodelando como um Transformer? Cientistas criaram um novo tipo de material usando impressão 3D que promete revolucionar a forma como pensamos em proteção e adaptabilidade. Preparem-se para um futuro com equipamentos mais seguros e robôs que mudam de forma!
A chave para essa inovação são os elastômeros de cristal líquido (LCEs), polímeros elásticos que respondem a estímulos como calor, luz e tensão mecânica. A equipe de pesquisa utilizou esses LCEs para criar estruturas reticulares complexas, que são então impressas em 3D. O pulo do gato aqui é que essas estruturas podem ser programadas para absorver energia, enrijecer, amolecer ou até mudar de forma quando sofrem um impacto. É como ter um material com superpoderes!
O que diferencia esses materiais dos convencionais, como silicone ou espumas, é a tal da “elasticidade suave”. Ao contrário dos materiais tradicionais, que mantêm suas propriedades mecânicas durante a fabricação, os LCEs reorientam sua estrutura molecular sob estresse. Isso confere ao material uma capacidade incrível de absorver energia e se recuperar após a deformação. É como se o material “respirasse” o impacto, dissipando a energia em vez de simplesmente resistir a ela.
Rodrigo Telles, pesquisador dos Laboratórios Berkeley, destaca o nível de controle sem precedentes que essa tecnologia oferece: “O que mais me entusiasma é o nível de controle sem precedentes que temos agora, da escala molecular à estrutura macroscópica, o que nos permite projetar materiais que respondem e se adaptam ao seu ambiente”. Essa capacidade de controlar o material em nível molecular abre um leque de possibilidades para a criação de materiais com propriedades mecânicas ajustáveis.
Nos testes realizados, as estruturas reticulares se mostraram macias e flexíveis sob compressão lenta. No entanto, quando submetidas a impactos rápidos, em alta velocidade, elas absorveram até 18 vezes mais energia do que estruturas semelhantes feitas de silicone! E o melhor de tudo: ao contrário das estruturas de borracha convencionais, que frequentemente racham ou se estilhaçam sob impactos repetidos, as estruturas de cristal líquido permaneceram intactas.
As aplicações potenciais dessa tecnologia são vastíssimas. Imagine coletes à prova de balas que se adaptam ao impacto em tempo real, ou dispositivos biomédicos que se flexionam e se movem com o corpo. A equipe de pesquisa já planeja explorar projetos de treliças ainda mais complexos e avançar em aplicações dinâmicas. Quem sabe, em breve teremos robôs metamórficos inspirados nos Transformers, capazes de mudar de forma para se adaptar a diferentes situações? O futuro da tecnologia de materiais parece incrivelmente promissor!
[Imagem: Julie Mancini]
[Imagem: Rodrigo Telles et al. – 10.1002/adma.202420048]
