Cientistas criam 1º metamaterial com propriedades reprogramáveis

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Imagem: EPFL/Reprodução
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Um grupo de cientistas da Escola Politécnica Federal, na Suíça, desenvolveu um metamaterial que, mesmo depois de pronto, pode ter suas propriedades mecânicas reprogramadas. Com isso, um único item poderá cumprir inúmeras funções mecânicas sob demanda. No entanto, para analisar a importância da descoberta, é preciso explicar brevemente o que são metamateriais.

Em linhas gerais, são objetos artificiais que permitem alta manipulação em sua criação e cujas propriedades não estão presentes na natureza. Entre as conquistas realizadas por meio dessa tecnologia estão, por exemplo, novas formas de computação instantânea.

No entanto, os metamateriais oferecem alguns desafios quanto à aplicação fora de laboratórios. O maior deles é o fato de que cada metamaterial precisa ser projetado e fabricado para cumprir uma função específica. Isso significa que, uma vez pronto, ele não poderá mais ser alterado.

Propriedades reprogramáveis

a  Alain Herzog via EPFL/Reprodução 

Para solucionar essa limitação, um grupo de pesquisadores liderado pelo especialista Tian Chen adicionou um novo elemento à equação: as propriedades reprogramáveis. Como resultado, foi produzido um metamaterial feito de silício e pó magnético com propriedades mecânicas variáveis.

"A ideia era desenvolver um material único que pudesse apresentar uma gama de propriedades físicas, como rigidez e resistência, para que os materiais não precisassem ser substituídos a cada vez", explicou Tian Chen.

"Por exemplo, quando você torce seu tornozelo, inicialmente tem que usar uma tala rígida para segurar o tornozelo no lugar; então, conforme ele cicatriza, você pode mudar para uma tala mais flexível. Hoje você tem que substituir a tala inteira, mas a esperança é que um dia, um único material possa servir para ambas as funções," exemplifica o cientista.

Células semelhantes a bits de discos rígidos

a  Alain Herzog via EPFL/Reprodução 

Segundo Chen, a nova tecnologia permite que as células individuais sejam ativadas e desativadas mediante a aplicação de um campo magnético. Quanto ligadas, as células tornam o material mais rígido; quando desligadas, ele fica mais flexível. É possível programar várias combinações de ativação e desativação, fazendo leves ajustes para alcançar com precisão as propriedades mecânicas necessárias para uma determinada função.

O cientista batizou as células de m-bits, devido ao funcionamento semelhante ao dos bits de discos rígidos. "Poderíamos projetar um método para criar estruturas 3D, já que o que fizemos até agora é apenas em 2D. Ou poderíamos encolher a escala para fazer metamateriais ainda menores", acrescenta o professor Pedro Reis, coautor do trabalho.