Novo material flexível fica rígido quando acionado estilo capa do Batman

Novo material flexível fica rígido quando acionado estilo capa do Batman

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 18 de Agosto de 2021 às 12h31
Reprodução/Warner Bros.

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.

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.

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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.

Cota de malha impressa em 3D (Imagem: Reprodução/Caltech)

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.

Impacto na cota de malha sem compressão (Imagem: Reprodução/Caltech)
Impacto na cota de malha com compressão (Imagem: Reprodução/Caltech)

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

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