Grafeno: O material 10x mais forte que o aço!

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.

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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