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Materiais Avançados

Estas estruturas de metal nunca afundam

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/11/2019


Super-hidrofóbica

A estrutura metálica vista neste filme é tão repelente à água que se recusa a afundar - não importa quantas vezes ela seja forçada a entrar na água ou o quanto ela esteja danificada e até mesmo perfurada.

Zhibing Zhan e seus colegas da Universidade Rochester, nos EUA, afirmam que o princípio usado na criação dessa peça pode ser expandido para criar barcos e navios que nunca afundam, coletes salva-vidas que mantêm a pessoa a salvo mesmo se forem perfurados e até robôs de monitoramento que poderão permanecer por anos no oceano.

A técnica é biomimética, inspirada nas aranhas d'água (Argyroneta aquatica) e nas "jangadas" formadas pelas formigas de fogo. O truque para que esses animais possam sobreviver por longos períodos sob ou na superfície da água consiste em prender o ar em pequenas "bolsões", uma área fechada ao redor do corpo do inseto.

Zhan usou rajadas de laser de femtossegundos para esculpir a superfície do metal com intrincados padrões de micro e nano-escala que capturam o ar e tornam as superfícies super-hidrofóbicas, ou seja, altamente repelentes à água.

"O principal insight é que superfícies super-hidrofóbicas (SH) multifacetadas podem capturar um grande volume de ar, o que aponta para a possibilidade de usar superfícies SH para criar dispositivos flutuantes," escreveu a equipe.

Metal que não afunda

A estrutura de demonstração consiste em duas placas paralelas de alumínio cujas superfícies tratadas com o laser ficam voltadas para dentro, de modo que ficam protegidas e livres de desgaste e abrasão externos. A seguir, basta calcular a distância precisa entre as duas para prender e reter ar suficiente para manter a estrutura flutuando - essencialmente criando um compartimento à prova d'água.

Mesmo depois que os pesquisadores forçaram as estruturas a ficarem submersas por dois meses, elas imediatamente voltaram à superfície após a liberação da carga. Elas também mantiveram essa capacidade mesmo após serem perfuradas várias vezes, porque o ar permanece preso nas partes restantes do compartimento ou nas estruturas adjacentes.

Embora a equipe tenha usado alumínio para esta demonstração, o "processo de gravação pode ser usado para literalmente quaisquer metais ou outros materiais," disse o professor Chunlei Guo, acrescentando que a técnica pode ser facilmente escalonada para aplicações comerciais.

A técnica de fabricação é virtualmente a mesma usada pela equipe para criar metais coloridos sem usar tinta.

Bibliografia:

Artigo: Highly Floatable Superhydrophobic Metallic Assembly for Aquatic Applications
Autores: Zhibing Zhan, Mohamed ElKabbash, JinLuo Cheng, Jihua Zhang, Subhash Chandra Singh, Chunlei Guo
Revista: Applied Materials and Interfaces
DOI: 10.1021/acsami.9b15540






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