Uma espuma de nanotubos voltou ao formato original depois de ser apertada, mas “lembrou” exatamente a força que recebeu
A memória da espuma não se apaga com o tempo, ao contrário da maioria dos materiais elásticos conhecidos
O que você vai ver
- Do que é feita a espuma de nanotubos estudada pelos pesquisadores.
- O que significa a espuma “lembrar” exatamente da força que recebeu.
- Qual mecanismo em escala nanométrica explica essa memória mecânica.
- Como os pesquisadores conseguem deixar o material mais rígido ou mais macio sob demanda.
- Para que tipo de aplicação prática essa descoberta pode servir.
Uma espuma feita de nanotubos de carbono surpreendeu pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison ao demonstrar um tipo de memória mecânica: mesmo sem sofrer deformação permanente, o material registra com precisão o histórico de compressão ao qual foi submetido.
Do que é feita essa espuma e qual seu comportamento básico?
A espuma é formada por nanotubos de carbono alinhados verticalmente, estrutura que lhe dá um comportamento elástico: ao ser comprimida e depois liberada, ela volta ao formato original sem dano duradouro, como uma esponja. Segundo a equipe liderada por Ramathasan Thevamaran, esse retorno ao estado original é só parte da história.
O que significa a espuma “lembrar” da força recebida?
Ao comprimir a espuma repetidamente até sua resposta se estabilizar, e depois acompanhar descarregamentos e recarregamentos parciais, os pesquisadores identificaram um fenômeno chamado “memória de ponto de retorno”: comprimida parcialmente, liberada e comprimida de novo, a espuma volta exatamente ao mesmo estado mecânico anterior, e essa memória não se apaga com o tempo, diferente do que ocorre na maioria dos materiais elásticos conhecidos.
Qual mecanismo em escala nanométrica explica esse comportamento?
O efeito tem origem no atrito em escala nanométrica dentro da própria estrutura: nanotubos vizinhos grudam e deslizam uns sobre os outros repetidamente durante a compressão, e é esse deslizamento repetido que registra, de forma física, o histórico de força aplicado ao material, funcionando de modo parecido com a maneira como discos rígidos magnéticos armazenam informação.
Como a rigidez do material pode ser ajustada sob demanda?
Outra propriedade chamou atenção da equipe: comprimir a espuma mais intensamente a torna mais rígida, enquanto sacudi-la a deixa mais macia novamente, o que indica que o estado mecânico do material pode ser manipulado de forma controlada e reversível, sem precisar trocar o material por outro com propriedades diferentes.
Para que serve essa descoberta na prática?
Os pesquisadores apontam o amortecimento de choques e a filtragem de vibrações como aplicações diretas, além da possibilidade de usar esse tipo de espuma em computações simples e totalmente passivas, ou seja, sistemas capazes de registrar e processar informação mecânica sem exigir nenhuma fonte externa de energia.
Materiais que guardam um histórico físico de forma inesperada também aparecem no relato sobre os fósseis que forçaram pesquisadores a revisar modelos já consolidados sobre a dispersão dos denisovanos pela Ásia.
Mais detalhes sobre o estudo estão disponíveis na reportagem original do Phys.org.
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