Quando um material é feito, você normalmente não pode alterar se o material é duro ou macio. Mas um grupo de pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveu uma nova maneira de projetar um "metamaterial" que permite que o material alterne entre ser duro e macio sem danificar ou alterar o próprio material.

Metamateriais são materiais feitos pelo homem que obtêm suas propriedades - neste caso, se um material é duro ou macio - pela forma como o material é construído, e não pelo material que o constrói. Isso permite que os pesquisadores manipulem a estrutura de um metamaterial para fazer com que o material exiba uma determinada propriedade.

No estudo do grupo, publicado no jornal Nature Communications , os pesquisadores do U-M descobriram uma maneira de compor um metamaterial que pode ser facilmente manipulado para aumentar a rigidez de sua superfície em ordens de magnitude - a diferença entre borracha e aço.

Uma vez que essas propriedades são "protegidas topologicamente, "o que significa que as propriedades do material vêm de sua estrutura total, eles são facilmente mantidos, mesmo quando o material muda repetidamente entre seus estados rígido e suave.

"O aspecto inovador deste metamaterial é que sua superfície pode mudar entre dura e macia, "disse Xiaoming Mao, professor assistente de física. "Usualmente, é difícil alterar a rigidez de um material tradicional. É duro ou macio depois que o material é feito. "

Por exemplo, uma obturação dentária não pode ser alterada após o dentista definir a obturação sem causar estresse, seja por perfuração ou retificação, ao recheio original. Uma corda de violão não pode ser esticada sem colocar tensão na própria corda, de acordo com Mao.

Mao diz que a forma como um objeto entra em contato com a borda do metamaterial muda a geometria da estrutura do material, e, portanto, como o material responde ao estresse na borda. Mas a proteção topológica do metamaterial permite que o interior do metamaterial permaneça livre de danos.

O material poderá um dia ser usado para construir carros ou sistemas de lançamento de foguetes. Nos carros, o material pode ajudar a absorver os impactos de uma colisão.

"Quando você está dirigindo um carro, você quer que o carro seja rígido e suporte uma carga, "Mao disse." Durante uma colisão, você deseja que os componentes se tornem mais macios para absorver a energia da colisão e proteger o passageiro do carro. "

Os pesquisadores também sugerem que o material pode ser usado para fazer pneus de bicicleta que se autoajustem para andar mais facilmente em superfícies macias, como areia, ou para tornar resistente a danos, foguetes reutilizáveis.