Elastômero de cristal líquido com recursos auxéticos, mostrando sua flexibilidade e alta qualidade óptica. Crédito:Devesh Mistry
Os cientistas descobriram o primeiro material sintético que se torna mais espesso - em nível molecular - à medida que é esticado.
Pesquisadores liderados pelo Dr. Devesh Mistry, da University of Leeds, descobriram um novo material não poroso que possui propriedades de alongamento "auxéticas" exclusivas e inerentes. Suas descobertas foram publicadas hoje em Nature Communications .
Existem materiais na natureza que exibem recursos auxéticos, como pele de gato, a camada protetora nas conchas e tendões dos mexilhões no corpo humano. Os especialistas têm pesquisado ativamente materiais auxéticos sintéticos por mais de 30 anos, mas até agora só foram capazes de criá-los estruturando materiais convencionais usando processos de engenharia complexos, incluindo impressão 3-D. Esses processos são demorados, dispendioso, e pode levar ao mais fraco, produtos porosos.
A identificação de uma versão molecular sintética é um grande passo para os físicos, cientistas de materiais e empresas de desenvolvimento, mas os pesquisadores reconhecem que mais pesquisas são necessárias para desenvolver uma compreensão mais completa do que impulsiona o comportamento auxético e como esse comportamento pode ser aplicado comercialmente.
Dr. Mistry, da Escola de Física e Astronomia de Leeds, disse:"Esta é uma descoberta realmente emocionante, que trará benefícios significativos no futuro para o desenvolvimento de produtos com uma ampla gama de aplicações. Este novo material sintético é inerentemente auxético no nível molecular e, portanto, é muito mais simples de fabricar e evita os problemas normalmente encontrados em produtos de engenharia. Mas são necessárias mais pesquisas para entender exatamente como eles podem ser usados. "
O Microscópio Elastômero Stress-Strain Enclosure (MESSE) - equipamento sob medida projetado por Devesh Mistry usado na pesquisa LCE. Crédito:Devesh Mistry
Ele acrescentou:"Quando esticamos materiais convencionais, como barras de aço e elásticos, eles se tornam mais finos. Os materiais auxiliares, por outro lado, ficam mais grossos.
"Os auxiliares também são ótimos na absorção de energia e na resistência a fraturas. Pode haver muitas aplicações potenciais para materiais com essas propriedades, incluindo armadura corporal, arquitetura e equipamentos médicos. Já apresentamos uma patente e estamos conversando com a indústria sobre os próximos passos. "
Expandindo o potencial dos cristais líquidos
A equipe descobriu o material ainda a ser nomeado enquanto examinava as capacidades dos elastômeros de cristal líquido. Os cristais líquidos são mais conhecidos por seu uso em telefones celulares e telas de televisão e têm propriedades líquidas e sólidas. Quando eles estão ligados a cadeias de polímero para formar redes de borracha, eles têm propriedades completamente novas e aplicações possíveis.
Devesh Mistry e Helen Gleeson. Crédito:University of Leeds
"Nossos resultados demonstram um novo uso para os cristais líquidos, além dos monitores de tela plana e televisores com os quais muitos de nós estamos familiarizados, "disse a Professora Helen Gleeson, co-autor do estudo e chefe de física e astronomia em Leeds.
“Este novo material sintético é um grande exemplo do que a pesquisa física e a exploração do potencial de materiais como os cristais líquidos podem descobrir. A colaboração entre cientistas com diversas áreas de especialização e as extensas instalações técnicas que temos em Leeds tornam esse tipo de exploração e descoberta possível."
Os instrumentos e a experiência da equipe do Centro de Espectroscopia e Microscopia Eletrônica de Leeds (LEMAS) da Universidade permitiram que a equipe testasse rigorosamente o novo material.
O professor Gleeson disse:"Queríamos ter certeza de que o material não se quebraria ou se tornaria poroso quando esticado até seus limites. Nosso centro LEMAS tinha as ferramentas para fazer isso."
