Este novo metamaterial atingiu os limites teóricos máximos de resistência

Cientistas da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara (EUA) acabam de anunciar que conseguiram criar um novo metamaterial em 3D que é a primeira estrutura do tipo a alcançar o limite teórico da tenacidade, a quantidade de energia que um material pode absorver antes de fraturar. Chamado de Isomax, o material é uma espuma dura com estrutura formada por células geométricas repetidas.

Estruturas desse tipo são chamadas de material heterogêneo, e são feitas de vários componentes diferentes. Apesar de o Isomax ser em sua maioria composto por espaço vazio e ar, ele é o mais robusto material já projetado.

“A geometria do Isomax é resistente em todas as direções”, explica o cientista de materiais Jonathan Berger. Ele criou o design em 2015, quando procurava por um material com a maior tenacidade possível em relação à leveza.

Sua ideia era encontrar uma estrutura em 3D com repetição celular – como uma colmeia – mas que oferecesse baixíssima densidade em termos de massa total, com a maior tenacidade possível e resistência a impacto.

Agora, em um novo estudo publicado na Nature, Berger e sua equipe reforçaram seus cálculos dos modelos computacionais que mostram que a estrutura geométrica do Isomax atinge o limite da tenacidade elástica da mesma forma que o teorema dos limites Hashin-Shtrikman havia previsto.

O Isomax ainda não foi produzido, mas o que torna o material tão resistente é a combinação de duas formas básicas: o triângulo e a cruz. Em outras palavras, ele é formado por pirâmides com interior reforçado. De acordo com pesquisadores, as paredes que se interceptam são perfeitas para suportar forças perpendiculares, enquanto a forma da pirâmide traz estabilidade.

O Isomax já foi chamado de “espuma mais eficiente do universo” por conta de sua leveza e resistência. “Por causa da simetria e alinhamentos e por atingir o limite teórico da tenacidade, não há outro material como esse”, diz Berger.

O próximo passo da equipe é investigar o potencial do metamaterial no mundo real. Uma análise experimental vai testar a resistência física do Isomax no laboratório, e eles também vão pesquisar os processos da produção que permitiriam fabricar a estrutura de forma eficiente.

Assim que for fabricado, o material deve ser usado com vários propósitos, desde embalagem até próteses leves. “Ele também vai ser um excelente isolante térmico e de som”, diz um dos pesquisadores, Haydn Wadley, da Universidade de Virginia. Outros usos para o material ultraleve devem surgir nos campos da robótica e automobilística. [Science Alert]

Por: Juliana BlumeEm: 22.02.2017 | Em Principal  |
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