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  • Pesquisadores desenvolvem processo de três etapas para a construção de nanoestruturas fractais
    p Conjunto Eretor extravagante? Não. A elaborada estrutura fractal mostrada à direita (com um close-up abaixo) é muitas, muitas vezes menor do que isso e certamente não é brincadeira de criança. É o exemplo mais recente do que Julia Greer, professor de ciência dos materiais e mecânica, chama um fractal nanotruss - nano porque as estruturas são feitas de membros que são tão finos quanto cinco nanômetros (cinco bilionésimos de um metro); treliça porque são estruturas cuidadosamente arquitetadas que podem um dia ser usadas em materiais de engenharia estrutural. p O grupo de Greer desenvolveu um processo de três etapas para construir tais estruturas complexas com muita precisão. Eles primeiro usam um método de gravação direta a laser chamado litografia de dois fótons para "escrever" um padrão tridimensional em um polímero, permitindo que um feixe de laser reticule e endureça o polímero onde quer que esteja focado. No final da etapa de padronização, as partes do polímero que foram expostas ao laser permanecem intactas enquanto o resto é dissolvido, revelando um andaime tridimensional. Próximo, os cientistas revestem o andaime de polímero com uma camada contínua camada muito fina de um material - pode ser uma cerâmica, metal, vidro metálico, semicondutor, "quase tudo, "Greer diz. Neste caso, eles usaram alumina, ou óxido de alumínio, que é uma cerâmica quebradiça, para revestir o andaime. Na etapa final, eles gravam o polímero de dentro da estrutura, deixando uma arquitetura vazia.

    p Aproveitando alguns dos efeitos de tamanho que muitos materiais exibem em nanoescala, esses nanotrusses podem ser incomuns, qualidades desejáveis. Por exemplo, materiais intrinsecamente frágeis, como cerâmicas, incluindo a alumina mostrada, podem ser tornados deformáveis ​​para que possam ser esmagados e ainda recuperados ao seu estado original sem falha global.

    p Crédito:L. Meza, L. Montemayor, N. Clarke, J. Greer / Caltech

    p "Ter controle total sobre a arquitetura nos dá a capacidade de ajustar as propriedades do material ao que antes era inatingível com materiais monolíticos convencionais ou com espumas, "diz Greer." Por exemplo, podemos separar a força da densidade e fazer materiais fortes (e resistentes) e extremamente leves. Essas estruturas podem conter quase 99% de ar, mas também podem ser tão fortes quanto o aço. Projetá-los em fractais nos permite incorporar o design hierárquico à arquitetura do material, que promete ter mais propriedades benéficas. "

    p Os membros do grupo de Greer que ajudaram a desenvolver o novo processo de fabricação e criaram esses nanotrusses são os alunos de graduação Lucas Meza e Lauren Montemayor e Nigel Clarke, um estagiário de graduação da Universidade de Waterloo.


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