Material “impossível” se contrairia quando puxado e esticaria quando comprimido

Publicado em 27.05.2012

O metamaterial que Zachary Nicolaou e Adilson Motter, da Universidade de Northwestern em Evanston, Illinois, Estados Unidos, estão projetando é promissor. Já imaginou um carro que “revida” a batidas, para reverter parte dos danos? Por exemplo, se ele for comprimido, se expande em resposta; se for tensionado, se contrai em resposta. Algo como sentar em uma almofada e a almofada ficar maior, levantando você.

Metamateriais com este tipo de comportamento não são exatamente novidade. Um dos estudos já feitos na área usou barras de alumínio com minúsculas cavidades internas que criavam ondas opostas aos empurrões e puxões aplicados, mas eram projetos que funcionavam só quando submetidos a vibrações, e tinham que estar na frequência certa para o comportamento ser observado.

Mas neste caso não é preciso vibração, e a explicação ou esquema que os cientistas fornecem é que devemos imaginar que o material tem quatro “partículas”, compostas de grupos de moléculas, em linha, atraindo-se umas as outras com diferentes intensidades, as internas ligadas com uma força menor que as externas.

Um puxão nas extremidades do material afastaria as “partículas” pequenas e a força entre elas seria quebrada, sobrando as forças entre as externas, que fariam com que o material encolhesse por causa do puxão.

Quando o material fosse comprimido, as partículas internas entrariam em interação novamente, o que permitiria que o material expandisse.

Agora, qualquer um que se puser a pensar vai ver que um material destes seria extremamente instável, colapsando imediatamente para um estado estável, sem aquele comportamento absurdo. Nicolaou e Motter contornaram este problema projetando um material com uma estrutura interna que faz a transição para um estado estável, mas o estado que é mais comprimido ou expandido que o estado original.

Christopher Smith, da Universidade de Exeter, Reino Unido, sugeriu que versões miniaturizadas que funcionassem com princípios similares poderiam ser usadas como cobertura de proteção em veículos militares, que repeliriam pancadas e tentariam cancelar parte do efeito da pancada ou explosão. Outros usos sugeridos pelos autores incluem amplificadores de força, atuadores e controles micromecânicos.

Motter comenta que os estudos em metamateriais até agora se concentravam em criar novas propriedades eletromagnéticas, como a capacidade de curvar a luz e criar capas de invisibilidade. Este estudo é parte de um outro ramo de pesquisas que se concentram em metamateriais “mecânicos”, com respostas incomuns à estresses e tensões. [NewScientist]

Autor: Cesar Grossmann

Sou formado em Engenharia Elétrica, mas trabalho no setor público, gosto de xadrez e fotografia.

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1 comentário

  1. Um “empurrão” dado de um lado do material resultaria em outro mais rápido do outro lado do material, pois ele se expandir não significa que irá empurrar de volta o que lhe empurrou, pode ir junto com o impulso e ainda se expandindo, assim acelerando o que estiver na outra ponta.
    Considerando isso, não poderia ser usado para acelerar algo a velocidades próximas a luz? E isso não viola alguma lei da termodinâmica?

    Thumb up 6

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