Ao fazer fendas especialmente projetadas em Plexiglass, Pesquisadores dinamarqueses o tornaram mais forte, mais leve e flexível. O novo conhecimento pode ser usado para fazer microchips, por exemplo, muito mais durável.

Ao cortar um padrão geométrico em um material, pesquisadores da Aarhus University e do Turner Research Group da University of Pennsylvania nos Estados Unidos mudaram as propriedades mecânicas do material e melhoraram sua tolerância à fratura.

Em seu experimento, os pesquisadores usaram Plexiglas como material modelo e adicionaram uma série de cortes especialmente concebidos, ao fazê-lo, removendo algum do material. Plexiglas é geralmente quebradiço e semelhante ao vidro, por isso é vulnerável a fraturas. Com a nova técnica, o produto fica mais leve que o original, mais forte e mais robusto.

A técnica produz o que é chamado de metamaterial mecânico, o que significa que as propriedades do material são alteradas, apenas mudando sua estrutura geométrica. Portanto, o material deriva principalmente suas características da estrutura geométrica, e não de sua composição química.

A descoberta foi descrita no renomado Jornal da Mecânica e Física dos Sólidos .

"No projeto, testamos uma forma de viga cantilever dupla geométrica, que pode representar uma ampla gama de produtos, incluindo microchips. Ao fabricar microchips, o componente tem tendência a rachar porque é feito de um material quebradiço. Ao introduzir esses cortes especialmente projetados, o componente se torna mais flexível e menos frágil. O efeito se origina da nova geometria, que pode espalhar as cargas de tensão sobre uma área maior, reduzindo a singularidade da tensão responsável pela formação e crescimento de fissuras, "diz Simon Heide-Jørgensen, pós-doc e pesquisadora do projeto.

A equipe de pesquisa fez vários cortes a laser no material, alterando assim sua geometria perto das singularidades de tensão esperadas. Isso significa que é possível fazer a fratura do material por projeto (ou sob demanda), ou seja, siga os cortes. Isso aumenta significativamente a resistência do componente a rachaduras e fraturas.

"Em vez de se concentrar em uma singularidade, as tensões agora se espalham ao longo dos cortes que fizemos no material. O material pode suportar uma carga maior antes de quebrar. Quando surge uma fratura, vai crescer ao longo dos cortes, e isso vai retardá-lo e, assim, inibir o crescimento de mais rachaduras. O material obtém uma maior tolerância ao crescimento de fissuras e torna-se muito menos frágil, "diz Simon Heide-Jørgensen.

Além de tornar o material mais resistente a rachaduras, os cortes o tornam mais flexível e leve, e, em princípio, reduzir o consumo de material.