Metais Autorreparáveis: Um Novo Campo na Ciência dos Materiais
Descoberta recente de cientistas da Sandia National Laboratories e Texas A&M University desafia as teorias científicas fundamentais e abre espaço para uma possível revolução na engenharia com metais autorreparáveis.
Tudo começou quando uma equipe de especialistas, inicialmente focada em avaliar como as rachaduras se formam e se espalham em uma peça de platino em nanoescala, presenciou, pela primeira vez, o processo de metais rachando e, em seguida, se curando sem qualquer interferência humana.
A Surpresa na Pesquisa
Brad Boyce, cientista de materiais da Sandia e um dos autores do estudo, confessou sua surpresa ao presenciar tal fenômeno, evidenciando que, contrariando o que sempre se pensou, os metais possuem uma capacidade intrínseca de se autorreparar, pelo menos em casos de danos por fadiga em nanoescala.
Essa descoberta tem potencial para revolucionar a engenharia. Se pudermos aproveitar e controlar esse fenômeno, motores, pontes e aviões autorreparáveis podem se tornar uma realidade, tornando-os mais seguros e duradouros.
Fadiga nos Metais e seu Impacto
A fadiga nos metais envolve falhas graduais através da propagação incremental de rachaduras sob carga mecânica repetitiva, levando a falhas imprevisíveis. Essas falhas, além de causarem perdas materiais e tempo, podem também levar a lesões e até mesmo perda de vidas. Para os EUA, o impacto econômico dessas falhas é medido em centenas de bilhões de dólares a cada ano.
Teoria e Prática se Encontram
A observação da equipe de Brad Boyce foi a confirmação de uma teoria proposta em 2013 pelo então professor assistente no departamento de ciências e engenharia de materiais do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Michael Demkowicz. Ele havia publicado uma nova teoria, sugerindo que, sob certas condições, o metal deveria ser capaz de soldar as rachaduras formadas pelo desgaste.
O experimento que confirmou essa teoria ocorreu no Centro de Nanotecnologias Integradas, uma instalação operada conjuntamente pelos laboratórios nacionais Sandia e Los Alamos. Khalid Hattar e Chris Barr, que estavam conduzindo o experimento, ficaram surpresos ao observar que uma rachadura começou a desaparecer cerca de 40 minutos após o início do experimento, um fenômeno que Hattar chamou de “insight sem precedentes”.
Próximos Passos
Muito ainda é desconhecido sobre o processo de autorreparação. Portanto, a extensão em que essas descobertas são generalizáveis deve se tornar um tópico de pesquisa exaustiva. Porém, mesmo com muitas perguntas sem resposta, essa descoberta é um grande avanço na ciência dos materiais. A esperança agora é que motivará os pesquisadores a considerar a possibilidade de que, nas circunstâncias corretas, os materiais podem fazer coisas que nunca esperávamos.
