Uma equipe de cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) criou um novo material, de baixo peso, que é considerado o mais resistente já conhecido. De acordo com o MIT, o novo material de construção foi obtido através da compressão e fusão de flocos de grafeno. O grafeno é um material incrível: é o material mais forte já demonstrado, leve, quase transparente, é excelente condutor de calor e eletricidade. O material, porém, é uma folha plana de átomos de carbono, o que significa que sua espessura é de apenas um átomo. Ou seja, o principal desafio da indústria é conseguir usá-lo.

Com uma configuração geométrica espongiforme, o material tem 5% da densidade do aço e uma resistência à compressão e tração 10 vezes superior. Apesar das excecionais propriedades estruturais do grafeno serem, há muito tempo, conhecidas, a sua utilização em elementos tridimensionais tem sido limitada pela dificuldade em traduzir o comportamento bidimensional, amplamente estudado e documentado, para o fabrico 3D.

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Crédito: http://www.engenhariacivil.com/material-construcao-mais-forte-aco-estrutural

Assim sendo, os pesquisadores do MIT analisaram o comportamento do material ao nível atômico, produzindo um modelo matemático que consegue traduzir com um grau de confiabilidade elevado, as observações experimentais.

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Credito: http://www.engenhariacivil.com/material-construcao-mais-forte-aco-estrutural

Em um vídeo do experimento, os pesquisadores mostram dois cubos diferentes reagindo de forma diferente à pressão. Um feito com paredes e dobras mais grossas, por exemplo, provou ser menos estável à prensa, quebrando explosivamente. Enquanto que uma construção mais fina, em comparação à outra, quebrou de forma quase controlada, mantendo sua forma praticamente até o fim.

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Crédito: http://www.engenhariacivil.com/material-construcao-mais-forte-aco-estrutural

De acordo com os pesquisadores, isso ocorre porque as paredes mais finas permitem que a estrutura se deforme gradualmente, enquanto que a mais grossa armazena a energia de deformação, liberando-a de uma única vez. Logo, isso levou à conclusão de que não é exatamente o material usado – embora este certamente ajude – mas sim sua forma, que maiormente contribui para sua força. “Você pode substituir o material em si por qualquer coisa”, disse o diretor de Engenharia Civil e Ambiental do MIT. “A geometria é o fator dominante”.

Assim, seria muito interessante para a indústria se um polímero ou até metal fosse coberto com grafeno e depois o material-base fosse removido com tratamentos de calor e pressão. Este método poderia manter a estrutura do grafeno na configuração geométrica correta, como os cubos apresentados no vídeo. Segundo o MIT, esse tipo de aplicação poderia ser usado em pontes de concreto e até sistemas de filtragem de água.

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Fontes:

  • http://www.jornalciencia.com/grafeno-impresso-em-3d-por-cientistas-do-mit-e-10-vezes-mais-forte-do-que-o-aco/
  • http://hypescience.com/com-5-da-densidade-do-aco-esse-material-e-10x-mais-forte/
  • http://www.engenhariacivil.com/material-construcao-mais-forte-aco-estrutural

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