E se você pudesse transformar um monte de clipes soltos num bloco sólido — e depois voltar atrás?

Imagina o seguinte cenário.

Você pega um punhado daqueles clipes de metal bem pequenos, daqueles que você usa para prender papéis. Joga tudo num saco, dá uma sacudida, e — magicamente — aquele monte de clipes separados vira uma coisa só. Uma massa sólida. Você puxa, tenta separar, e nada. Parece soldada.

Agora você dá uma sacudida diferente, e tudo volta a ser um monte de clipezinhos inofensivos.

Parece mágica, né? Pois um grupo de pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder transformou isso em realidade. E eu não paro de pensar nisso.

O segredo tá na forma

O grupo é liderado pelo Professor Francois Barthelat — que dirige um laboratório chamado Laboratory for Advanced Materials & Bioinspiration, um nome e tanto. Eles estavam investigando como o formato de partículas minúsculas influencia o comportamento de bilhões delas juntas.

Pensa no areia, por exemplo. Cada grão é liso e arredondado, meio que uma bolinha. Quando você junta areia, os grãos escorregam uns pelos outros. Por isso a areia flui como um líquido quando você despeja.

Mas e se mudasse a forma desses grãos?

Os pesquisadores usaram simulações no computador para testar milhares de formatos diferentes. Queriam encontrar um que maximizasse o que os cientistas chamam de "entrelaçamento".

E o formato vencedor? Uma forma com duas perninhas que se parece muito, muito com... um clipe.

Sim, os mesmos clipes que você usa no escritório.

Por que partículas em formato de clipe são incríveis

Quando você junta bilhões dessas partículas microscópicas em formato de clipe, algo surpreendente acontece. Elas se entrelaçam de formas complexas, criando uma rede de conexões que deixa a massa inteira absurdamente resistente.

"Material granular entrelaçado usando partículas parecidas com clipes demonstra alta resistência e tenacidade ao mesmo tempo", explicou Saeed Pezeshki, estudante de doutorado.

E aí está o ponto importante: resistência e tenacidade costumam ser opostas. Pensa no vidro: é resistente (difícil de quebrar), mas não é tenaz (quebra fácil). A borracha é tenaz (absorve impactos), mas não é lá muito resistente. Ter as duas coisas juntas é raríssimo na natureza.

Mas esses materiais feitos de partículas-clipes? Aparentemente conseguem as duas propriedades ao mesmo tempo. Isso é enorme.

O truque mais impressionante: a reversibilidade

É aqui que a coisa fica realmente louca.

Esses materiais podem ser revertidos.

Aplica vibrações leves no conjunto, e os clipes se entrelaçam mais, tornando o material mais forte. Aumenta a intensidade das vibrações, e tudo se desfaz — volta a ser um monte de partículas soltas.

Em segundos. De sólido para separado. E de volta.

O Professor Barthelat descreveu segurar esses materiais como algo "bem remoto e exótico". E é realmente isso. Não é bem líquido, não é bem sólido. É algo no meio — algo que alterna entre estados dependendo de um input simples.

O que a gente poderia usar isso para?

As aplicações são bem empolgantes quando você começa a pensar.

Construção sustentável: Imagina construir uma ponte ou um prédio com materiais que poderiam ser desmontados ao invés de demolidos. Esses materiais de partículas-clipes poderiam ser separados e reaproveitados no fim da vida útil. Sem britadeiras. Só as vibrações certas para tudo se desfazer e os materiais serem usados em outro lugar. Uma visão e tanto para uma engenharia mais sustentável.

Robótica de enxame: Um dos pesquisadores mencionou que colegas acham que isso poderia ser usado em robôs que se entrelaçam para fazer tarefas e depois se separam quando terminam.

"Eu conversei com outros estudantes que acreditam que essa tecnologia pode ser usada em robótica de enxame — onde robôs pequenos podem se entrelaçar, fazer uma tarefa e depois se separar quando terminam", disse Pezeshki.

Ele até observou que isso lembra um pouco o T-1000 de O Exterminador do Futuro 2 — o robô de metal líquido que podia se liquefazer para passar por baixo de portas e se recompor do outro lado. (Eu amo quando um artigo científico provavelmente teve alguém mencionando O Exterminador em algum momento.)

A natureza já fazia isso

Aqui vai algo que torna essa pesquisa ainda mais fascinante: o entrelaçamento não é nenhuma invenção humana recente. A natureza usa esse princípio há milhões de anos.

Ninhos de pássaros são um exemplo perfeito. Cada graveto e fibra é fraco sozinho, mas entrelaçados, criam uma estrutura surpreendentemente firme. Os seus ossos funcionam da mesma forma — componentes minerais duros misturados com proteínas mais macias criam algo forte e resistente.

O time da CU Boulder basicamente decifrou esse princípio, descobriu qual formato de bloco funciona melhor, e agora estamos falando sobre potencialmente criar materiais engineered com as mesmas propriedades.

O resumo da história

Ainda estamos provavelmente a anos de ver essa tecnologia em prédios ou robôs de verdade. Mas a descoberta fundamental — que partículas em formato de clipe podem criar materiais com essa combinação notável de resistência, tenacidade e reversibilidade — é genuinamente significativa.

Às vezes os materiais mais revolucionários não vêm de químicos exóticos ou processos de fabricação complexos. Às vezes vêm de repensar algo tão simples quanto o formato de um bloco de construção.

E sinceramente? Mal posso esperar para ver onde isso vai dar.

Fonte: ScienceDaily