O estranho objeto em forma de esponja dez vezes mais forte do que o aço

2017-01-18 12:03:00

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MELANIE GONICK/MIT

Um estranho objeto em forma de esponja lembra um coral do fundo do mar, mas é um dos mais resistentes já construídos.

Ainda sem nome, o material foi desenvolvido por uma equipe de pesquisadores do Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT, na sigla em inglês) é dez vezes mais forte que o aço, mas tem apenas 5% de sua densidade.

Para criá-lo, os cientistas comprimiram flocos de grafeno – uma forma bidimensional de atómos de carbono – para criar uma estrutura tridimensional.

Descoberto em 2002 por Andre Geim, físico holandês nascido na Rússia e professor de física da Universidade de Manchester, na Inglaterra, o grafeno é considerado o material mais forte, fino e flexível do mundo.

O grafeno é mais duro, por exemplo, do que o diamante, supera o cobre em condutividade elétrica e possui maior flexibilidade do que a borracha.

Mas seu uso como material de construção tem se provado complicado, por causa de sua estrutura bidimensional.

"Mas conseguimos tornar realidade a vontade de transformar esses materiais de duas dimensões em estruturas tridimensionais", diz Markus Buehler, diretor do departamento de engenharia civil e ambiental do MIT e coautor do estudo, publicado na revista científica Science Advances.

Experimento

Para colocar as propriedades do novo material à prova, os pesquisadores usaram modelagem no computador. Eles imprimiram amostras e as submeteram a vários testes de compressão para analisar quanto tempo demorava para a estrutura se desfazer.

A forte resistência do elemento "tem muito mais a ver com sua configuração geométrica do que com o material em si", dizem seus criadores.

Segundo eles, no futuro, novos materiais mais resistentes poderiam ser desenvolvidos.

"É possível substituir esse material por qualquer coisa. A geometria é o fator dominante. Trata-se de um elemento que tem o potencial de ser modelado", disse Buehler.

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Uso em grande escala

Os pesquisadores dizem que o novo material poderia ser usado na aviação, fabricação de automóveis, construção e outras "aplicações em grande escala".

Além disso, também pode ser usado em sistemas de filtragem – de água ou de processos químicos – e armazenamento de energia.

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"Esse é um trabalho inspirador sobre a mecânica da montagem de grafeno em três dimensões", disse Huajian Gao, professor de engenharia da Brown University, nos Estados Unidos.

Gao explicou que esses experimentos "fornecem um novo e poderoso foco de pesquisa" e indicam "uma direção promissora no uso da força de materiais bidimensionais e no poder do design de novos materiais arquitetônicos".