RIO ? Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na sigla em inglês) desenvolveu um dos mais resistentes materiais conhecidos. Pela compressão e fusão de pedaços de grafeno, uma combinação do carbono, o novo material tem densidade de apenas 5% da do aço, mas pode ser até dez vezes mais resistente.
Em sua forma bidimensional, o grafeno é um dos materiais mais fortes do mundo, e a nova técnica desenvolvida pelo MIT permite o uso tridimensional do composto, que permite reforçar ainda mais a sua resistência pela configuração geométrica. O feito foi descrito no periódico ?Science Advances?, e tem potencial para revolucionar a engenharia.
Outros pesquisadores já tentaram usar o grafeno em estruturas tridimensionais, mas falharam. A equipe do MIT, liderada por Markus Buehler, diretor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do instituto, decidiu solucionar o problema analisando o comportamento do material a nível atômico.
Materiais bidimensionais, basicamente ?folhas? com a espessura de um átomo, possuem força excepcional e características elétricas únicas. Mas segundo Buehler, por causa da espessura ?eles não são muito úteis para a construção de materiais 3D que possam ser usados em veículos, prédios e dispositivos eletrônicos?.
? O que nós fizemos foi realizar o desejo de traduzir esses materiais 2D em estruturas tridimensionais ? disse Buehler.
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Os cientistas conseguiram comprimir pequenos flocos de grafeno usando uma combinação de calor e pressão. Esse processo resultou numa estrutura forte e estável, cujo formato lembra alguns corais e criaturas microscópicas conhecidas como diatomáceas. Esses formatos, com enorme área de superfície em proporção com o volume, se provaram notavelmente resistentes.
? Depois que criamos essas estruturas 3D, nós quisemos ver qual é o limite, qual o material mais forte que poderíamos produzir ? disse Zhao Qin, coautor do estudo. ? Uma de nossas amostras tem 5% da densidade do aço, mas é dez vezes mais forte.
A explicação está na geometria. De acordo com Buehler, o que aconteceu com o grafeno aconteceria com uma folha de papel, por exemplo. O papel tem pouca resistência, e pode ser facilmente amassado, mas quando dobrado em determinados formatos, como enrolado em um tubo, sua força se torna substancialmente maior.
E as possíveis aplicações são inúmeras. Dependendo da geometria, pode ser possível construir estruturas mais leves que o ar, que podem ser usadas como substitutos de longa duração para os balões de hélio. O arranjo estrutural pode ser produzido com outros materiais para redução de custos e aplicação em massa pela engenharia.
? Você pode usar o grafeno ou usar a geometria que descobrimos com outros materiais, como polímeros ou metais. Você pode substituir o material por qualquer coisa ? disse Buehler. ? A geometria é o fator dominante. É algo com potencial para ser transferido para muitas coisas.
