As espumas de superliga podem tornar os motores de navios e aeronaves muito mais silenciosos, novas pesquisas sugerem.

O motor e o sistema de escapamento de um jato são as principais fontes de ruído da aeronave, mas os motores a jato são muito quentes para materiais normalmente usados ​​para amortecimento de som, como espumas de polímero. Uma possibilidade para reduzir o ruído do motor da aeronave é casar o isolamento acústico regular com superligas de metal extremamente resistentes ao calor, como as já utilizadas nas pás da turbina do jato.

As espumas de polímero regulares podem ser usadas como um modelo a partir do qual criar espumas metálicas superligas e supressoras de som resistentes ao calor, mostrou Wei Zhai e Xu Song do Instituto de Tecnologia de Fabricação de Cingapura da A * STAR, e seus colegas. A equipe desenvolveu uma técnica na qual eles revestiram uma pasta da superliga à base de níquel em uma espuma de polímero, em seguida, queime o polímero para deixar para trás uma espuma metálica de células abertas com a mesma estrutura do polímero original. Esponjas baratas de poliuretano para limpeza doméstica são bons modelos de espuma, Zhai diz.

Agora, juntando-se a Xiang Yu e Fangsen Cui do Instituto de Computação de Alto Desempenho da A * STAR, os pesquisadores desenvolveram um modelo preditivo para otimizar a estrutura dos poros da espuma metálica para uma determinada tarefa. Primeiro, eles produziram uma variedade de estruturas de espuma metálica, cultivando-as em moldes de polímero com uma variedade de porosidades e tamanhos de células de poro. Os pesquisadores então testaram as propriedades acústicas dessas espumas metálicas, para medir como as espumas com diferentes estruturas de poros absorvem o som. Esses dados formaram as bases do modelo preditivo.

A equipe descobriu que, de um modo geral, a absorção do som é melhor quando os poros são menores. Quanto menores os poros, quanto mais longo e difícil será o caminho da onda sonora através do material, e quanto mais tempo o material tem para umedecer a energia do som, convertendo-a em calor - um fenômeno conhecido como efeito termo-viscoso.

A próxima etapa é controlar melhor o processo de replicação do modelo, de modo que um gradiente ajustável de tamanhos de poro pode ser formado dentro de um único bloco de espuma. "A absorção de som e o desempenho mecânico de tais espumas metálicas gradientes serão melhorados ainda mais, "diz Zhai.

As propriedades excepcionais das espumas metálicas, além da absorção de som - baixo peso, não combustível, e resistência estrutural - tem grande potencial para componentes de motor e escapamento de aeronaves e navios. "A espuma melhorada pode ser usada como o material do núcleo de um material compósito estruturado em sanduíche, que possuem resistência mecânica e desempenho de amortecimento acústico em um componente, "diz Zhai.