Mecânica

Metais autocicatrizantes "saram" de arranhões como a pele humana

Metais autocicatrizantes
As nanocápsulas na camada galvanizada contêm um fluido. Se a camada de proteção do metal for arranhada, o fluido escapa das nanocápsulas e repara a ranhura.[Imagem: Fraunhofer IPA]

Estejam em carros, em máquinas ou em qualquer outro equipamento, as peças metálicas sofrem danos, por estresse mecânico, fadiga ou pelo simples desgaste natural pelo atrito, exigindo a parada do equipamento e a substituição da peça, sem contar o risco potencial de acidentes causados por uma eventual quebra repentina.

Seria muito mais seguro e econômico se as peças metálicas, assim como a pele humana, fossem capazes de se cicatrizar, preenchendo pequenas trincas e desfazendo arranhões superficiais. Os engenheiros reconhecem os ganhos financeiros, de produtividade e de segurança que seriam oferecidos por materiais autocicatrizantes e por isso trabalham nisso há tempos.

Processo de galvanização

Os resultados têm sido promissores, envolvendo a inserção de pequenas cápsulas com material fluido em seu interior. Quando a superfície é arranhada, as cápsulas se rompem e preenchem as ranhuras. Embora funcionem adequadamente em laboratório, transformar essa técnica em um processo industrial tem sido um desafio à parte.

O grande problema é que as cápsulas, mesmo sendo minúsculas, medindo entre 10 e 15 micrômetros de diâmetro, são grandes demais para sem usadas no processo de galvanização usado para proteger as peças metálicas - a camada galvânica inteira mede apenas 20 micrômetros de espessura.

Nanocápsulas

Agora, engenheiros do Instituto Fraunhofer na Alemanha, conseguiram usar nanocápsulas neste processo. As nanocápsulas são até 100 vezes menores do que as anteriores. O grande desafio foi fazer o processo de galvanização sem danificar as cápsulas, cujas camadas externas são extremamente finas, enquanto o processo de galvanização utiliza químicos muito agressivos.

A solução encontrada foi utilizar um material na camada externa das cápsulas que fosse quimicamente resistente aos eletrólitos usados no banho galvânico.

Evitando as cicatrizes

O primeiro uso do novo revestimento com nanocápsulas será nos rolamentos, que normalmente possuem uma camada de proteção galvanizada. Quando há uma falta temporária de lubrificante, parte dessa camada de proteção é perdida pelo atrito e pelo calor.

Em vez de liberar líquidos para corrigir as ranhuras produzidas, as cápsulas deverão liberar óleo lubrificante, para evitar que essas ranhuras sejam produzidas ou até mesmo que haja um travamento do rolamento. Neste caso, em vez de consertarem os danos, as nanocápsulas trabalharão proativamente, evitando que esses danos aconteçam.

Polímero para cicatrização

Os engenheiros agora estão conduzindo testes para avaliar o melhor fluido reparador para cada tipo de metal. Os polímeros são os candidatos naturais, mas é essencial selecionar o material adequado para suportar as condições de trabalho de cada peça metálica.

Segundo os pesquisadores, os revestimentos galvânicos autocicatrizantes deverão estar disponíveis no mercado em cerca de dois anos.

O próximo passo da pesquisa será desenvolver sistemas mais complexos, com nanocápsulas contendo materiais diferentes, por exemplo, fluidos que reagem entre si para formar um adesivo.





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