A próxima geração de painéis solares e airbags será moldada pela antiga arte japonesa de dobrar papel.

Pelo menos, é assim que o pesquisador nordestino Soroush Kamrava vê.

O aluno de doutorado do terceiro ano em engenharia mecânica usa impressoras 3-D na Oficina de Máquinas do campus para criar estruturas inteligentes - objetos que podem desabar, absorver energia, e voltar ao lugar usando os princípios geométricos do origami.

"Origami é um ramo da arte que usa apenas geometria, que é a mesma base para estruturas mecânicas, "disse Kamrava.

O origami tradicional usa papel. Contudo, a maioria das aplicações de engenharia requer materiais com espessura definitiva e força e rigidez suficientes para um desempenho adequado. É aí que entram os metamateriais. Substâncias que não são encontradas na natureza, como plástico, metal e borracha, metamateriais formam a base do trabalho de Kamrava.

Um especialista em origami pode transformar algumas dobras básicas em um design complexo. O desafio para os engenheiros é criar um sistema de dobras que seja estruturalmente sólido e possa ser reproduzido.

Kamrava usa metamateriais para replicar padrões e formas que ele encontra todos os dias. “Nosso trabalho é uma combinação de ciência e arte, "ele disse." Então, às vezes a inspiração vem de um museu, arquitetura antiga, ou apenas ladrilhos. "

Kamrava produz uma versão em papel do design com uma impressora de origami. Ele então brinca com a amostra, dobrando e desdobrando, para garantir que pode ser replicado usando materiais mais fortes.

Assim que for confirmado, Impressoras 3-D fabricam peças de formato geométrico no metamaterial desejado, geralmente de plástico, o que às vezes pode levar horas, dependendo do tamanho de cada peça.

Kamrava monta a estrutura final usando dobradiças de metal para imitar dobras de papel de origami. Aplicar uma pequena quantidade de pressão altera a forma da estrutura. Uma vez que as dobradiças absorvem o estresse, a mudança pode ser feita repetidamente.

Sua pesquisa se concentra na implantação da estrutura inteligente, que é a capacidade de se expandir estrategicamente sem criar defeitos na estrutura real. Kamrava calcula a aplicação funcional de estruturas com base em sua agilidade.

"Por exemplo, se você quiser enviar uma grande estrutura para o espaço, vai ser caro, "disse ele." Para que os cientistas possam projetar uma estrutura implantável que se dobre em um volume menor para a jornada, mas pode se expandir de volta à sua forma original quando chegar. "

Estruturas inteligentes não são robôs, que usam eletrônicos. Estruturas inteligentes simplesmente mudam de forma com base em uma resposta a uma mudança no ambiente.

Do início à montagem, leva cerca de um ano para fazer uma única estrutura inteligente. Kamrava trabalha com uma equipe de alunos de graduação e pós-graduação e seu orientador Ashkan Viziri, professor de engenharia mecânica e industrial.

Viziri, que estuda materiais de alto desempenho, reconheceu a ética de trabalho e a abordagem inovadora de Kamrava para criar metamateriais inspirados em origami.

"Soroush fez um excelente trabalho, certificando-se de que ele é independente, "Disse Viziri." Ele está sempre pensando na próxima ideia e como pode expandir o que já fez, que eu acho que é uma parte crítica da educação de qualquer pessoa no Ph.D. nível."

Um dia, Kamrava espera usar metamateriais inspirados em origami para criar estruturas inteligentes que possam ser usadas para coletar energia renovável. Mas para agora, ele ainda está experimentando.

"Os materiais inteligentes são um campo de pesquisa contínuo, "disse ele." Na minha opinião, ter a ideia é a melhor parte. "