Cientistas desenvolveram novo material que é tão flexível quanto elástico, mas resistente como aço

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Cientistas desenvolveram novo material que é tão flexível quanto elástico, mas resistente como aço

Por Good News Network - 27 de fevereiro de 2019

Uma nova fibra de alta tecnologia que combina a elasticidade da borracha com a resistência de um metal foi desenvolvida por cientistas dos EUA.

O material mais resistente e inquebrável imita a pele humana, mas também conduz eletricidade e cura-se após o uso, fatores importantes para a eletrônica elástica e a robótica macia.

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Também poderia ser usado para materiais de embalagem ou têxteis de próxima geração.

'Uma boa maneira de explicar o material é pensar em elásticos e fios de metal', disse o professor Michael Dickey, da Universidade Estadual da Carolina do Norte.

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'Um elástico pode esticar muito longe, mas não é preciso muita força para esticá-lo. Um fio de metal exige muita força para esticá-lo, mas não exige muita tensão - ele quebra antes que você possa esticá-lo muito longe. Nossas fibras têm o melhor dos dois mundos.

Os materiais resistentes encontrados na natureza mantêm a integridade estrutural de muitos tecidos biológicos contra cargas externas. O colágeno, por exemplo, endurece a pele em uma rede composta por fibras agrupadas que dissipam energia de maneira rápida e eficaz e impedem a propagação de cortes. O músculo humano é fortalecido pela titina da biomolécula, que se desdobra de forma reversível para absorver as cargas elásticas.

“Esses tipos de tecidos não só precisam ser elásticos para acomodar a deformação por tração, mas também devem ser resistentes para evitar falhas mecânicas.

'A capacidade de imitar essas propriedades é importante tanto para funções práticas (por exemplo, equipamentos de embalagem e proteção) quanto para aplicações emergentes que sofrem alongamento (por exemplo, eletrônicos elásticos, robótica eletrônica e capa eletrônica).'

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A nova fibra possui um núcleo de metal gálio cercado por uma bainha de polímero elástico, muito mais resistente do que o fio de metal ou a bainha de polímero por si só.

Quando colocada sob tensão, a fibra tem a força do núcleo do metal - mas quando o metal se rompe, a fibra não falha, pois a bainha de polímero absorve a tensão entre as quebras no metal e transfere a tensão de volta ao núcleo do metal.

Essa resposta é semelhante à maneira como o tecido humano mantém os ossos quebrados.

'Toda vez que o núcleo de metal se quebra, ele dissipa energia, permitindo que a fibra continue absorvendo energia à medida que se alonga', diz Dickey. 'Em vez de quebrar em dois quando esticados, ele pode esticar até sete vezes seu comprimento original antes da falha, causando muitas quebras adicionais no fio ao longo do caminho.

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“Pensando de outra maneira, a fibra não se rompe e deixa cair um peso pesado. Em vez disso, liberando energia repetidamente através de quebras internas, a fibra diminui o peso lenta e firmemente. '

O núcleo de gálio também é condutor, embora perca sua condutividade quando o núcleo interno se rompe - mas as fibras também podem ser reutilizadas através da fusão dos núcleos metálicos.

O autor correspondente do estudo disse: 'Há muito interesse em materiais de engenharia para imitar a dureza da pele - e desenvolvemos uma fibra que superou a dureza da pele e ainda é elástica como a pele.

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“Usamos gálio para esse trabalho de prova de conceito, mas as fibras podem ser ajustadas para alterar suas propriedades mecânicas ou manter a funcionalidade em temperaturas mais altas, usando diferentes materiais no núcleo e na concha.

“Isso é apenas uma prova de conceito, mas tem muito potencial. Estamos interessados ​​em ver como essas fibras podem ser usadas na robótica macia ou quando tecidas em tecidos para diversas aplicações. '

O estudo foi publicado na revista Avanços científicos.

(ASSISTIR o vídeo educacional abaixo)

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