Material compressível superforte é inspirado na esponja do mar

Materiais Avan?ados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/02/2025

Aux?tico

Aperte um objeto e ele tipicamente ir? diminuir de espessura na ?rea onde a press?o for aplicada e se estender no restante.

Mas n?o os materiais aux?ticos, que se comportam de modo totalmente oposto a tudo o que voc? encontrar? por a?: Em vez de se tornarem mais finos quando esticados e mais grossos quando comprimidos, os materiais aux?ticos fazem o oposto, expandindo-se lateralmente quando esticados ou contraindo-se lateralmente quando comprimidos.

Isso os torna ?teis para uma enorme gama de possibilidades de aplica??es, da engenharia estrutural a stents card?acos e vasculares. "Enquanto a maioria dos materiais fica mais fina quando esticada ou mais grossa quando comprimida, como a borracha, os aux?ticos fazem o oposto," destacou Jiaming Ma, da Universidade RMIT, na Austr?lia. "Os aux?ticos podem absorver e distribuir energia de impacto de forma eficaz, tornando-os extremamente ?teis."

Isso j? tem sido explorado em aplica??es pr?ticas, mas Ma e seus colegas queriam mais. Especificamente, a ideia era criar materiais aux?ticos com maior rigidez e maior absor??o de energia do que os que est?o dispon?veis hoje.

Eles foram encontrar uma solu??o no intrincado esqueleto de uma esponja marinha conhecida como Cesta de Flores de V?nus, que vive no Oceano Pac?fico.

Testes e otimiza??es extensivas revelaram a impressionante combina??o de rigidez e resist?ncia dos padr?es formados pelo esqueleto da esponja, e com um b?nus adicional de apresentar a t?o desejada capacidade de se esticar quando comprimido. Estava aberto o caminho para o biomimetismo.

Uso na constru??o civil

Imitar a esponja deu resultados melhores do que qualquer simula??o computadorizada em busca de novas padronagens. Usando a mesma quantidade de material, a estrutura biomim?tica ? 13 vezes mais r?gida do que os materiais aux?ticos existentes, que s?o baseados em projetos de favo de mel reentrantes.

"Cada rede por si s? tem um comportamento de deforma??o tradicional, mas se voc? combin?-las como a natureza faz na esponja do fundo do mar, ent?o ela se regula, mant?m sua forma e supera materiais semelhantes por uma margem bastante significativa," disse Ma.

A nova estrutura tamb?m consegue absorver 10% mais energia, mantendo seu comportamento aux?tico com uma faixa de deforma??o 60% maior em compara??o aos projetos existentes.

"Esta treli?a aux?tica bioinspirada fornece a base mais s?lida at? agora para desenvolvermos a pr?xima gera??o de constru??o sustent?vel," disse o professor Ngoc Ha. "Nosso metamaterial aux?tico com alta rigidez e alta absor??o de energia pode oferecer benef?cios significativos em v?rios setores, de materiais de constru??o a equipamentos de prote??o e equipamentos esportivos ou aplica??es m?dicas".

A estrutura de treli?a bioinspirada pode ser ?til, por exemplo, em estruturas de a?o para a constru??o civil, permitindo usar menos a?o e menos concreto para atingir resultados semelhantes aos de uma armadura ou ferragem tradicional.

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