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Materiais Avançados

Material camaleão adapta-se ao ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/04/2019

Metamateriais adaptativos comportam-se como camaleões eletrostáticos
Como as metaconchas se comportam? Depende do que você colocar dentro delas.
[Imagem: Xu/Huang - 10.1140/epjb/e2019-90656-2]

Metaconchas

A família dos materiais artificiais manipuladores de ondas de todos os tipos tem mais um membro: Além dos metamateriais e das metassuperfícies, nasceram agora as metaconchas.

O talento notável desse novo membro é que se trata de um material adaptável, que promete fazer coisas similares à capacidade dos camaleões de adaptar suas características físicas de acordo com o ambiente.

Seus criadores as chamam de "camaleões eletrostáticos".

As metaconchas são estruturas ocas feitas de metamateriais e capazes não apenas de transportar materiais em seu núcleo, mas de tornar sua própria "essência" dependente de sua carga.

Camaleões eletrostáticos

A grande vantagem das metaconchas é que suas características físicas, como a permissividade - a extensão em que um material pode armazenar carga dentro de um campo elétrico -, mudam com as propriedades eletromagnéticas do material que elas contêm.

A permissividade dos atuais metamateriais - que, juntamente com a permeabilidade, determina seu índice de refração, tipicamente negativo - é uma propriedade estática, o que significa que eles não se adaptam ao seu ambiente.

"Para resolver este problema, introduzimos aqui o comportamento do camaleão da biologia à eletrostática. A essência dos camaleões eletrostáticos pode ser resumida como metaconchas inteligentes com resposta adaptativa a objetos internos. A exigência dos camaleões eletrostáticos é deduzida tornando as permissividades efetivas das metaconchas dependentes apenas das permissividades dos objetos internos," explicam Liujun Xu e Jiping Huang, da Universidade Fudan, na China.

Eles calcularam as propriedades efetivas das metaconchas e conseguiram tornar essas propriedades iguais àquelas do material armazenado dentro de seu núcleo - troque o núcleo e as propriedades da estrutura se alteram, ou seja, as metaconchas são adaptativas.

A dupla demonstrou toda a teoria necessária para guiar a construção das primeiras metaconchas e testou seus cálculos com êxito em simulações computadorizadas.

Agora está nas mãos dos experimentalistas construir os primeiros protótipos. E isso não deve demorar porque, no campo dos metamateriais, o intervalo entre a elaboração de uma teoria e sua demonstração prática tem variado de semanas a alguns poucos meses.

Bibliografia:

Artigo: Electrostatic chameleons: theory of intelligent metashells with adaptive response to inside objects
Autores: Liujun Xu, Jiping Huang
Revista: The European Physical Journal B
Vol.: 92:53
DOI: 10.1140/epjb/e2019-90656-2






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