Materiais Avançados

Material esponjoso endurece ao apertar de um botão

Material esponjoso endurece ao apertar de um botão
O material híbrido passa de rígido a flexível com a simples aplicação de uma tensão elétrica. Desligando-se a energia, ele volta às suas propriedades originais. [Imagem: HZG]

Material híbrido

Imagine um material forte e rígido, como um pedaço de madeira ou plástico resistente.

Então, você aciona uma chave e, quase instantaneamente, o material torna-se macio e flexível.

Não será preciso imaginar muito, porque um material assim acaba de ser criado por uma equipe de cientistas da China e da Alemanha.

O material híbrido pode passar de rígido a flexível, ou dúctil, com a simples aplicação de uma tensão elétrica. Desligando-se a energia, ele volta às suas propriedades originais.

Produto e processo

Tradicionalmente, os materiais são maleáveis ou duros, nunca as duas coisas ao mesmo tempo.

A possibilidade de literalmente chavear essa característica abre inúmeras possibilidades de uso.

Em termos de uso final, pode-se vislumbrar materiais que, uma vez danificados, amolecem para retomar seu formato original e novamente voltam a ficar duros depois de consertados.

E sua utilidade pode ser ainda maior durante o processo industrial. Além de moldes complexos e sem costuras, que simplesmente amolecem para que a peça fundida seja retirada, é possível aumentar a ductilidade do material durante o processamento, endurecendo-o quando a peça estiver pronta.

Esponja valiosa

A fabricação do novo material começou com uma liga de ouro e prata, que passou por um processo de corrosão com produtos químicos para eliminar a prata.

Isso criou uma espécie de esponja de ouro, contendo uma rede de nanoporos com dimensões entre 10 e 20 nanômetros de diâmetro.

Injetando ácido perclorídrico (HClO4) nos nanocanais, formou-se uma dupla camada eletroquímica entre o líquido e o metal, resultando na conformação final do material híbrido.

Material esponjoso endurece ao apertar de um botão
Embora o mecanismo de alteração do material ainda não tenha uma explicação adequada, os cientistas acreditam que a carga elétrica altera a absorção ou deabsorção do oxigênio. [Imagem: Science/AAAS]

Embora o mecanismo de alteração do material ainda não tenha uma explicação adequada, os cientistas acreditam que a carga elétrica altera a absorção ou deabsorção do oxigênio pela superfície de ouro.

Dureza relativa

Os testes mecânicos mostraram que a aplicação da eletricidade altera a ductilidade e a dureza do material por um fator de dois.

Apesar disso, como se trata essencialmente de uma esponja, a dureza do material ainda é pequena, limitando sua aplicação estrutural.

Os pesquisadores afirmam que o próximo passo da pesquisa será tentar sintetizar materiais mais resistentes, assim como reduzir o tempo de chaveamento entre a fase dúctil e a fase dura, que leva cerca de 15 segundos para ocorrer.

Bibliografia:

A Material with Electrically Tunable Strength and Flow Stress
Hai-Jun Jin, Jörg Weissmüller
Science
3 June 2011
Vol.: 1179-1182
DOI: 10.1126/science.1202190




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