Apertado ou esticado, este material sempre se expande

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/05/2021

O material é uma espécie de "grafeno de boro" - é uma camada molecular formada por átomos de boro e paládio.
[Imagem: Fengxian Ma et al. - 10.1021/acs.nanolett.0c04154]

Auxético

Uma equipe internacional de pesquisa descobriu um novo material bidimensional (2D) com propriedades sem precedentes: Independentemente de ser tensionado ou comprimido, ele sempre se expande.

Este comportamento - batizado de meio-auxético - nunca havia sido observado antes, tendo-se mostrado muito promissor para o projeto de novas aplicações, especialmente para a nanotecnologia dos sensores.

Pense, por exemplo, em um elástico: Se você esticá-lo, ele se tornará mais fino, um comportamento físico que se aplica à maioria dos materiais "comuns".

Mas existem materiais com o comportamento oposto: Esses materiais, chamados auxéticos (do grego antigo auxetos, que significa esticáveis), encolhem quando são comprimidos, além de se expandirem na direção perpendicular à pressão que sofrem.

Em termos mais técnicos, os materiais auxéticos são caracterizados por um coeficiente de Poisson negativo. Parece complicado, mas esse é princípio das rolhas de garrafa, que têm um coeficiente de Poisson igual a zero - é por isso que a rolha pode ser colocada na parte mais fina do gargalo da garrafa.

Devido às suas propriedades especiais, os materiais auxéticos permitem funcionalidades e soluções de projeto totalmente novas para uma variedade de produtos com propriedades funcionais ajustáveis, incluindo aplicações em tecnologia médica e no desenvolvimento de equipamentos de proteção, como capacetes ou coletes de segurança.

Estique ou puxe, o material sempre se expande.
[Imagem: Fengxian Ma et al. - 10.1021/acs.nanolett.0c04154]

Meio-auxético

Fengxian Ma e seus colegas da Universidade Técnica de Dresden, na Alemanha, descobriram agora um fenômeno relacionado, mas até então desconhecido.

Trabalhando com o borofeno, uma configuração atomicamente fina do elemento boro, a equipe descobriu uma forma desse material que se torna estável com a adição de átomos de paládio, resultando na composição química PdB4.

A modelagem computacional mostra que este material se comporta como um material auxético sob tensão mecânica (esticamento), mas também se expande sob compressão. Em outras palavras, independentemente se for esticado ou comprimido, o material sempre se expande.

"Além de uma caracterização minuciosa em termos de estabilidade, propriedades mecânicas e eletrônicas do material, identificamos a origem desse caráter meio-auxético e acreditamos que esse mecanismo pode ser usado como um conceito de design para novos materiais meio-auxéticos," disse o Prof. Thomas Heine, coordenador da equipe.

"Esses novos materiais podem levar a aplicações inovadoras em nanotecnologia, por exemplo, em detecção ou magneto-óptica. É totalmente concebível também uma transferência [desse comportamento] para materiais macroscópicos," completou.

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