Inspirados na metamorfose, blocos criam estruturas que mudam de formato

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/10/2021

Arquitetura de formação dos materiais metamórficos.
[Imagem: Yanbin Li et al. - 10.1016/j.mtphys.2021.100511]

Blocos de construção inspirados na metamorfose

Uma nova classe de materiais que podem se transformar em várias arquiteturas diferentes deverá encontrar aplicações que vão da construção à robótica.

"O sistema que desenvolvemos foi inspirado na metamorfose. Com a metamorfose na natureza, os animais mudam sua forma fundamental. Criamos uma classe de materiais que podem ser usados para criar estruturas que mudam sua arquitetura fundamental," disse o professor Jie Yin, da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos EUA.

É mais um método de fabricação baseado na arte do kirigami, uma variação do origami que, em vez de dobras, envolve cortar e dobrar papel para formar estruturas complexas e muito resistentes.

Mas, enquanto o kirigami tradicionalmente usa materiais bidimensionais, Yin aplicou os mesmos princípios aos materiais tridimensionais.

O sistema de metamorfose artificial começa com uma única unidade 3D, projetada para poder gerar formar várias formas. Mas essas unidades também são modulares, podendo ser conectadas para formar estruturas cada vez mais complexas.

É mais ou menos como ter tijolos ou blocos de Lego que se metamorfoseiam em formatos adequados para o que você quer construir.

Estruturas construídas com a abordagem dos blocos metamórficos.
[Imagem: Yanbin Li et al. - 10.1016/j.mtphys.2021.100511]

Materiais metamórficos

Além da facilidade de construção, depois de prontas as estruturas apresentam como vantagem adicional uma grande integridade estrutural, abrindo caminho para uso da técnica na fabricação de equipamentos complexos e até edifícios.

"Se você ampliar a escala dessa técnica, ela pode ser a base para uma nova geração de materiais de construção que podem ser usados para criar estruturas rapidamente implantáveis," disse Yin. "Pense nas unidades médicas que tiveram que ser ampliadas em curto prazo durante a pandemia ou na necessidade de abrigos de emergência após um desastre."

Os pesquisadores também acreditam que o sistema de metamorfose pode ser usado para criar uma variedade de dispositivos robóticos que podem se transformar para responder a estímulos externos ou para executar funções diferentes.

"Também achamos que esse sistema pode ser usado para criar uma nova linha de brinquedos - especialmente brinquedos que podem ajudar as pessoas a explorar alguns conceitos fundamentais relacionados à física e à engenharia," diz Yin. "Estamos abertos para trabalhar com colaboradores da indústria para buscar essas e outras aplicações potenciais para o sistema."

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