Novo material flexível fica rígido quando acionado estilo capa do Batman

Engenheiros do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos EUA, desenvolveram um novo material flexível inspirado nas cotas de malha — aparato usado em armaduras medievais, feito com o entrelaçamento de pequenas argolas de metal — que se transforma em rígido quando acionado pelo usuário.

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O material pode ser usado para dar mais flexibilidade aos exoesqueletos, além de fornecer uma proteção maior em seu estado endurecido. O dispositivo também poderia ser aplicado para fortalecer a estrutura óssea durante processos de cicatrização e até em projetos de construção de pontes dobráveis.

“Queríamos elaborar materiais leves que pudessem alterar a rigidez sob comando. A ideia era criar um tecido que fosse de macio e dobrável a rígido e resistente de forma controlável e rápida”, diz a professora de engenharia e física aplicada Chiara Daraio, autora principal do estudo.

Inspiração no cinema

Um bom exemplo de como o material funciona seria a capa do Batman do filme Batman Begins, de 2005, que na maioria das vezes é flexível, mas pode se tornar rígida quando o Cavaleiro das Trevas precisa usá-la como uma superfície deslizante e resistente ao mesmo tempo.

Para descobrir quais materiais funcionariam melhor, os pesquisadores testaram várias configurações diferentes de partículas interligadas. Eles criaram um tecido impresso em 3D usando uma combinação de polímeros e metais, capaz de enrijecer de acordo com as cargas de compressão aplicadas.

“Pense no café em um saco selado a vácuo. Quando ainda embalado, ele é sólido, por meio de um processo que chamamos de entupimento. Quando você abre a embalagem, os grãos de café não ficam mais presos uns nos outros e você pode despejá-los como se fossem um líquido”, explica Daraio.

Teste de resistência

Os engenheiros aplicaram uma tensão externa para comprimir o tecido usando uma câmara de vácuo. Nos testes realizados em laboratório, o material em estado rígido suportou uma carga de 1,5 kg, mais de 50 vezes o seu do próprio peso. Os tecidos que apresentaram as maiores variações nas propriedades mecânicas foram aqueles com maior número de contatos entre os anéis, semelhantes à malha medieval.

Com esse experimento, os pesquisadores descobriram que as folhas com anéis vinculados tendem a emperrar e enrijecer com mais facilidade quando são inseridas em sistemas de compressão e tensão. Isso faz com que o novo material consiga oferecer uma capacidade maior de flexibilidade e rigidez ajustáveis.

“Esses tecidos têm aplicações potenciais em equipamentos vestíveis inteligentes: quando não bloqueados, são leves, compatíveis e confortáveis ​​de usar; após a transição de bloqueio, eles se tornam uma camada de suporte e proteção ao corpo do usuário. Ainda não é a capa do Batman, mas estamos no caminho certo”, brinca a professora Chiara Daraio.

Fonte: Caltech