Compósitos são materiais híbridos, resultantes da mistura de polímeros com materiais naturais, metais, fibras ou cerâmicas.
Os nanocompósitos são materiais desse tipo, mas cuja estrutura é projetada e sintetizada em nanoescala.
Cientistas ligados à NASA estão agora estudando uma nova série de nanocompósitos capazes de "reagir a estímulos".
Materiais reativos
De forma semelhante a um ser vivo, por exemplo, afastando-se
rapidamente de uma fonte de calor, esses nanocompósitos reativos alteram
suas propriedades mecânicas quando expostos a campos elétricos, campos
magnéticos ou a algum tipo de radiação eletromagnética.
A alteração das propriedades desses "materiais mutantes" deriva de
interações sinergísticas entre a matriz de polímero e seu material de
preenchimento.
Os pesquisadores agora conseguiram desenvolver um novo material com
uma capacidade de reação significativa a um campo elétrico, o que
significa que ele pode ser usado como atuador - para exercer uma força,
por exemplo - ou sofrer uma deformação.
É um passo gigantesco à frente dos músculos artificiais.
Um dos objetivos primários da pesquisa é o desenvolvimento de aviões
que possam se adaptar às condições de voo alterando seu próprio formato -
eles são chamados de aviões morfológicos (morphing planes).
Por exemplo, um avião
precisa de grande sustentação nas baixas velocidades de decolagem e
pouso, mas isso compromete sua aerodinâmica para o voo em alta
velocidade.
Hoje, esse equilíbrio é obtido cedendo-se dos dois lados, o que
significa que os aviões não são ótimos em nenhuma das duas situações.
Alguns sistemas de asas móveis tentam contornar esse compromisso, mas
com um custo e uma complexidade elevados demais para serem usados em
aplicações úteis - na aviação civil, por exemplo.
Mas esses materiais adaptativos são promissores para inúmeras outras aplicações, de stents e implantes médicos a automóveis e telescópios.
Do nano ao macro
Os maiores entraves ao uso desses materiais inovadores
estão nas restrições de temperatura e no fato de que os protótipos até
agora desenvolvidos suportam poucos ciclos de funcionamento - o que
significa que eles perdem sua capacidade de se "transformar" com o uso.
Os pesquisadores descobriram que a saída pode estar no uso de nanotubos de carbono no meio dos chamados nanocompósitos poliméricos eletrorrestritivos (PNC: Electrostrictive Polymer Nanocomposites).
De forma surpreendente, os pesquisadores descobriram que as
nanopartículas são essenciais para a construção dos materiais
eletroativos, mas a capacidade final do material para mudar de forma
depende das suas características finais em macroescala.
Os resultados mostraram que a atuação eletrotermal do nanocompósito
não depende da composição do material que preenche a matriz de polímero,
mas apenas da condutividade final do material pronto - daí a
importância dos nanotubos de carbono, com sua excepcional condutividade.
O trabalho estabelece um novo patamar para as pesquisas, permitindo
que os cientistas selecionem os melhores materiais de preenchimento,
calculem sua quantidade ótima e descubram novas técnicas de
processamento - tudo para otimizar o comportamento morfológico final do
material.
Fonte: Inovação Tecnológica
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