Um material recém-desenvolvido incorporado com agentes de cura microencapsulados irá curar a si mesmo quando pequenas rachaduras se formarem. Foto cedida pela Universidade de Illinois Quando você se corta, é incrível ver a rapidez com que seu corpo age para curar a ferida. Imediatamente, seu corpo trabalha para puxar a pele ao redor do corte novamente. Se voce tem uma cicatriz, você pode ver a evidência do poder de autocura de nossos corpos. Os cientistas estão agora desenvolvendo um novo tipo de material composto que dará as mesmas qualidades de autocura às naves espaciais.
Se os humanos planejam viajar para longe no espaço e planetas interestelares, novos materiais avançados serão necessários para a construção de espaçonaves. Um ponto fraco dos materiais compósitos atuais é que eles tendem a formar pequenas rachaduras finas, que irá causar grandes danos ao longo do tempo. Em fevereiro de 2001, pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana Champaign anunciaram que desenvolveram um novo material sintético que se cura sozinho quando rachado ou quebrado.
Este novo material inteligente e outras tecnologias semelhantes podem ser o primeiro passo na construção de uma espaçonave capaz de viajar milhões de quilômetros da Terra, onde os reparos não serão fáceis de fazer. Nesta edição de How Stuff WILL Work, você aprenderá sobre esse novo sistema composto e eletrônico de autocura que se analisa e se corrige antes que os problemas se tornem grandes demais.
Neste gráfico você pode ver como a rachadura rompe as microcápsulas preenchidas com um agente de cura, que contata o catalisador para unir a fissura fechada. Foto cedida pela Universidade de Illinois Danos ao casco de uma nave espacial geralmente começam como pequenas rachaduras na superfície, que são invisíveis a olho nu. Essas rachaduras micro-finas também podem se formar sob a superfície do material, onde eles estão escondidos da vista. Uma vez que essas rachaduras se formam, eles crescerão até que o material enfraqueça e se quebre. Para evitar que essas pequenas rachaduras se espalhem, um novo material foi desenvolvido para detectar danos e se consertar instantaneamente. Essa capacidade de autocura pode prolongar significativamente a vida útil da espaçonave.
Existem três partes neste novo material de autocura:
Quando uma microfissura se forma no material composto, vai se espalhar pelo material. Ao fazê-lo, esta rachadura irá romper as microcápsulas e liberar o agente de cura. Este agente de cura irá fluir para baixo através da rachadura e, inevitavelmente, entrará em contato com o catalisador de Grubbs, que inicia o processo de polimerização. Este processo acabará por unir a fenda fechada. Em testes, o material composto autocurável recuperou até 75 por cento de sua resistência original.
O mercado para esse tipo de material de autocura vai muito além das espaçonaves. Aproximadamente 20 milhões de toneladas de material composto são usados todos os anos para engenharia, projetos de defesa, exploração de petróleo offshore, eletrônica e biomedicina. Este material de autocura aparecerá em muitos itens do dia a dia, incluindo placas de circuito composto de polímero, articulações artificiais, suportes de ponte e raquetes de tênis.
Nanotecnologia e EspaçoNos próximos 20 anos, uma nova indústria chamada nanotecnologia causará mudanças significativas em nossas vidas. A nanotecnologia envolve a criação de máquinas ou robôs muito pequenos, não maiores do que alguns nanômetros. Um nanômetro é apenas um bilionésimo de um metro. Essas nanomáquinas serão capazes de manipular átomos e fabricar materiais em nível atômico. Porque eles podem se auto-replicar, essas minúsculas máquinas tornarão a produção de quase todos os produtos muito barata.
Um dos produtos da nanotecnologia pode ser nanomáquinas que podem ser liberadas para reparar materiais sugando as moléculas circundantes para reparar uma rachadura. Se uma rachadura se formar no casco composto de uma espaçonave, nanorrobôs podem ser liberados para reunir moléculas ao redor da espaçonave para reparar a rachadura.
Antes que a nanotecnologia possa decolar, os cientistas devem aprender como manipular átomos. O próximo desafio será programar essas nanomáquinas para realizar tarefas específicas. Para maiores informações, leia Como funciona a nanotecnologia.
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Durante longas missões espaciais, manter a integridade dos computadores de bordo e sistemas eletrônicos será tão importante quanto a manutenção da estrutura externa. A NASA está trabalhando em um novo tipo de sistema que dará recursos de auto-reparo para a fiação interna da espaçonave. Este novo hardware evolutivo será capaz de monitorar a eletrônica e corrigir os sistemas antes que o mau funcionamento se torne um problema crucial.
Inicialmente, um sistema de vôo auto-reparável seria usado em aviões antes de ser movido para a espaçonave. No Programa de segurança da aviação da NASA , baseado no Langley Research Center, pesquisadores estão trabalhando neste tipo de sistema de computador de autocura. Em 1999, a agência espacial dos Estados Unidos relatou que poderia ter sistemas comerciais disponíveis em 2004. A ideia aqui é criar um sistema de computador de autocura que usa um cluster de processadores de baixa potência que são fracamente acoplados a sistemas de espaçonaves por meio de links sem fio.
Esses gestão de saúde e controle de gerenciamento de problemas sistemas poderiam detectar, diagnosticar e prevenir anormalidades antes que os problemas se tornem incorrigíveis. O sistema computadorizado de gestão de saúde monitorará as funções vitais, ajudam a prevenir e reduzir qualquer mau funcionamento, aumentar a capacidade da tripulação de voo de responder aos problemas e reduzir a carga de trabalho do piloto durante uma emergência. O gerenciamento de problemas de controle incluiria algoritmos avançados de detecção e previsão, formatos de exibição, dicas do piloto e métodos de orientação e controle para prevenir acidentes quando ocorrerem falhas. Ambos os sistemas podem funcionar para aeronaves e espaçonaves.
No futuro, a espaçonave poderia possivelmente nos levar aos limites de nosso sistema solar e além. Se isso for possível, precisaremos de espaçonaves com salvaguardas embutidas. Essas espaçonaves inteligentes terão que ser capazes de sentir e reagir a problemas potenciais que podem passar despercebidos por seus passageiros humanos.
