O novo método para reparar metais mostra semelhanças com a maneira como os ossos se curam em nosso corpo

Os engenheiros da Universidade da Pensilvânia desenvolveram um metal “auto-reparável”. Enquanto não temos o fator de cura tão impressionante quanto o do Wolverine, tais descobertas podem sinalizar um grande passo no campo da engenharia mecânica.

Os engenheiros chamam sua técnica de “cura”, pois mostra semelhanças reais com o processo de cicatrização dos ossos – igual nosso corpo que obtém energia de uma fonte externa, ou seja, alimento.

Metal “curativo”

Normalmente, o processo de reparo do metal envolve a fusão com soldagem que atinge até 3000 ° C. O novo processo, realizado por dois engenheiros da Penn, permite que o metal seja “curado” à temperatura ambiente.

O estudo, conduzido por James Pikul, professor assistente do Departamento de Engenharia Mecânica e Mecânica Aplicada e Zakaria Hsain, uma estudante de pós-graduação em seu laboratório, foi publicado na revista Advanced Functional Materials.

Em alguns casos, derreter o metal para repará-lo não é uma opção viável. Por exemplo, a fusão compromete a complexa estrutura interna das espumas metálicas – metais feitos com bolsas de ar internas.

Enquanto procuravam maneiras de reparar esses tipos de metais, Pikul e Hsain se inspiraram nos materiais existentes de “autocura”. Estes são tipicamente feitos de polímeros e plásticos relativamente macios.

“Essa abordagem funciona para os polímeros porque os polímeros podem fluir e são relativamente fáceis de remodelar à temperatura ambiente, mas isso significa que eles têm força limitada como resultado”.

Para curar espumas de metal, Pikul e Hsain começaram encontrando uma maneira de “sentir” onde haviam sido danificados.

Em vez de encapsular produtos químicos adicionais usados no reparo, os pesquisadores perceberam que era possível usar a quebra de uma camada de polímero como um tipo de sinal químico.

Os dois pesquisadores usaram a deposição química de vapor para dar a cada suporte de uma espuma de níquel um revestimento uniforme de Parylene D. O Parylene D é um polímero elástico quimicamente inerte. A tolerância ao dano do material é um pouco menor que a do níquel, o que significa que ele quebra primeiro quando a amostra é danificada, revelando o metal sob o revestimento.

Usando isso como sinal, os pesquisadores puderam usar a galvanoplastia para construir novos suportes de níquel apenas no onde estava exposto.

“Ao contrário dos polímeros, os metais não fluem à temperatura ambiente”, diz Pikul. “O bom da eletroquímica é que os íons metálicos podem se mover facilmente através do eletrólito líquido. Em seguida, usamos a eletroquímica para converter os íons em metal sólido. O polímero age como uma máscara litográfica e só permite que os íons se transformem em metal onde a espuma foi quebrada “.

A equipe curou com sucesso três tipos de danos em seus experimentos em amostras em escala de centímetro de sua espuma de níquel revestida com polímero. Isso incluiu amostras com rachaduras, amostras que foram separadas e amostras que foram clivadas em dois pedaços.

Imitando o corpo humano

Não se pode dizer que esse método realmente mostra a auto-regeneração; afinal, exige uma fonte de energia externa e também matérias-primas. No entanto, Pikul afirma que o processo está alinhado com o modo como a autocura ocorre no corpo humano.

“Acho que a maioria das pessoas diria que o osso é um material de autocura”, explica Pikul, “e acho que, na prática, nosso material é muito semelhante ao osso. O osso também não é totalmente independente; precisa de uma fonte de energia e nutrientes para curar, os quais provêm da ingestão de alimentos. Em nosso sistema, eles funcionam de maneira semelhante ao banho de voltagem e galvanoplastia. ”

De acordo com o comunicado da Penn Engineering, Pikul espera que as semelhanças com a cura biológica aumentem à medida que a pesquisa avança.

Podemos não ver as habilidades dos X-Men tão cedo, mas o método mostra uma grande promessa em reparos para objetos como portas de carros, braços robóticos e até componentes de estações espaciais.

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Fonte: InterestingEngineering