Materiais Avançados

Fabricada esponja 10 vezes mais forte que o aço

Esponja de grafeno é 10 vezes mais fortes que o aço
É a estrutura da esponja - e não o material de que ela é feita - que explica a incrível força e leveza do material.

Leve e forte

Pesquisadores do MIT, nos EUA, sintetizaram um dos materiais mais fortes e mais leves já produzidos pelo homem.

O material foi fabricado comprimindo folhas bidimensionais de grafeno, o que gera uma espécie de esponja que é 10 vezes mais forte do que o aço, mesmo tendo apenas 5% da densidade do aço.

O experimento é um passo importante para se chegar a aplicações práticas do grafeno, que, na sua forma bidimensional tradicional, é considerado o maior forte dentre todos os materiais conhecidos - o problema é fabricá-lo e usá-lo nessas dimensões.

Esponja mais forte que aço

A esponja foi fabricada comprimindo pequenos flocos de grafeno usando uma combinação de calor e pressão. Este processo produziu uma estrutura forte e estável, cuja forma se assemelha à de alguns corais e criaturas microscópicas chamadas diatomáceas. Com uma enorme área superficial em proporção ao seu volume, a esponja revelou-se extraordinariamente forte.

"Uma vez criadas essas estruturas tridimensionais, queríamos ver qual é o limite - qual é o material mais forte possível que podemos produzir," contou Qin.

Para fazer isso, ele criou uma variedade de modelos 3-D e, em seguida, submeteu cada um a vários testes. Em simulações computacionais, que imitam as condições de carga nos testes de tração e compressão realizados em uma máquina de carga por tração, "uma de nossas amostras tem 5% da densidade do aço, mas 10 vezes sua força," detalhou.

Livrar-se do grafeno

De acordo com Zhao Qin e seus colegas, as propriedades inusitadas da esponja de grafeno têm mais a ver com suas configurações geométricas peculiares do que com o material em si.

Se isto for verdade - e a equipe pretende pesquisar isto a seguir - poderá ser possível sintetizar materiais igualmente fortes e leves a partir de outras matérias-primas com as quais seja possível gerar as mesmas características geométricas, eventualmente livrando-se das dificuldades de manipular o grafeno.

Bibliografia:

The mechanics and design of a lightweight three-dimensional graphene assembly
Zhao Qin, Gang Seob Jung, Min Jeong Kang, Markus J. Buehler
Science Advances
Vol.: 3, no. 1, e1601536
DOI: 10.1126/sciadv.1601536




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