Uma equipe de investigadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) criou um novo material, de baixo peso, que é considerado o mais resistente de sempre. De acordo com o MIT, o novo material de construção foi obtido através da compressão e fusão de flocos de grafeno.
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.
De forma a ultrapassar esta lacuna, os investigadores do MIT analisaram o comportamento do material ao nível atómico, produzindo um modelo matemático que consegue traduzir com um grau de fiabilidade elevado, as observações experimentais.
A equipe conseguiu comprimir pequenos flocos de grafeno, através de uma combinação de calor e pressão, de forma a produzir estruturas estáveis, de geometria otimizada, que possuem uma grande área superficial em comparação com o seu volume.
O material tridimensional de grafeno é composto por superfícies curvas, meticulosamente dispostas de forma a maximizar a resistência à tração e compressão do elemento.
Embora o uso do grafeno seja um fator importante, ele não é determinante na obtenção de resistências elevadas, estando o comportamento mecânico dos elementos fabricados pelo MIT, principalmente dependente da organização geométrica atómica, pelo que a opção por outros materiais é igualmente possível.
De acordo com os investigadores, a disposição geométrica poderá até ser aplicada em elementos estruturais de grande escala, como os pilares ou tabuleiros de pontes de concreto.
Outra das opções colocada pelos engenheiros norte-americanos, mais viável para o fabrico industrial do material, é o uso de partículas poliméricas ou metálicas para a construção do modelo inicial, sendo este revestido com grafeno através de deposição química a vapor. O processo seria finalizado através da sujeição dos elemento estruturais a um tratamento de calor e remoção física ou química do modelo, de forma a restar apenas a estrutura tridimensional de grafeno.
Fonte Imagens: MIT | Imagens (adaptadas): via MIT
Fonte: Engenharia Civil
