Se o Homem de Plástico, Elastigirl ou o Sr. Fantástico já encontraram Magneto, é melhor eles torcerem para que a figura icônica dos X-Men não tenha lido as pesquisas mais recentes de Christian Binek.

O físico da Universidade de Nebraska-Lincoln descobriu que, sob certas condições, as propriedades magnéticas de um material podem prever a relação entre sua elasticidade e temperatura.

Sua descoberta pode apontar o caminho para o controle da elasticidade de certos materiais, projetando suas propriedades magnéticas ou aplicando um campo magnético a eles. Dada a facilidade com que os campos magnéticos agora podem ser manipulados, Binek disse, isso poderia significar elasticidade sob medida com o simples pressionar de um botão ou girar um botão.

Enquanto isso, saber que o magnetismo sozinho pode prever como a elasticidade responderá - ou não responderá - às mudanças na temperatura pode ajudar os engenheiros a selecionar ou projetar melhor os materiais para fins específicos.

Binek citou a desintegração do ônibus espacial Challenger em 1986 como um exemplo proeminente da importância da elasticidade no projeto de engenharia. O endurecimento e a falha de um anel de vedação elástico no foguete impulsionador do Challenger - uma consequência das temperaturas frias - em última análise, fez com que o ônibus espacial se partisse, matando seus sete membros da tripulação.

"Assim, você pode encontrar materiais que não mudam as propriedades elásticas com a temperatura, "disse Binek, professor de física e astronomia. "Você pode encontrar materiais que mudam com a temperatura à vontade. E você pode encontrar materiais onde pode, a uma determinada temperatura, alterar as propriedades elásticas por um controle externo. "

Dupla termodinâmica

As leis da termodinâmica descrevem as relações entre muitos fatores - temperatura, entropia, volume, pressão - que afeta como o calor é convertido em outras formas de energia. E há muito se sabe que essas leis abrangem as propriedades do magnetismo e da elasticidade.

Mas, derivando uma nova fórmula das existentes, Binek conseguiu mostrar que a relação elasticidade-temperatura está basicamente codificada no magnetismo de um material.

A fórmula de Binek tem limitações. Por enquanto, aplica-se apenas se o comportamento magnético de um material muda linearmente com o campo magnético que está sendo aplicado a ele. Da mesma forma, a elasticidade do material tem que ser linear, o que significa que a quantidade de esforço que exibe deve ser constantemente proporcional à quantidade de estresse físico que está sendo exercido sobre ele.

Mesmo assim, a fórmula se aplica a materiais com várias formas de magnetismo. Isso inclui a forma tecnicamente encontrada em cada material:diamagnetismo, que descreve uma tendência de repelir campos magnéticos tão fracamente que passa despercebida sem instrumentos especializados.

Materiais supercondutores - aqueles que não apresentam resistência à eletricidade - exibem uma forma pronunciada de diamagnetismo abaixo de uma temperatura crítica, nesse ponto, eles começam a repelir completamente os campos magnéticos. Abaixo desse limite de temperatura, Binek descobriu algo notável:a elasticidade dos supercondutores não responde mais às mudanças de temperatura. Esse fenômeno se manteve quando ele realizou cálculos para supercondutores de cerâmica e monocristal. que têm superfícies microscópicas e estruturas atômicas substancialmente diferentes.

"Minha expressão (matemática) não faz reivindicações sobre o material, "Binek disse." É muito geral. Diz apenas:Se a suscetibilidade (ao magnetismo) for constante, então a propriedade elástica deve ser constante. Se for assim, nada mais (sobre o supercondutor) deve importar, o que honestamente é um pouco difícil de acreditar.

"Você se pergunta:como algo como uma propriedade elástica, o que certamente depende de detalhes estruturais, ser independente de qualquer coisa relacionada à estrutura? Mas então você vai para a literatura (científica), aplique sua fórmula, e você encontra isso, sim, isso está correto."

A fórmula elástico-magnética também se aplica a materiais para os quais os campos magnéticos induzem uma atração fraca conhecida como paramagnetismo. E os materiais ferromagnéticos - aqueles fortemente atraídos por campos magnéticos e geralmente sinônimos do termo "magnético" - obedecem à fórmula de Binek acima de um determinado limite de temperatura que os faz se comportar mais como seus primos paramagnéticos.

Binek disse que a fórmula pode até funcionar para materiais ferroelétricos, cujo alinhamento de cargas positivas e negativas, ou polarização, pode ser revertido por um campo elétrico. Ferroeletricidade facilita o armazenamento de energia elétrica, tornando-o útil em dispositivos que variam de capacitores a memória de acesso aleatório.

"Em vez de ajustar as propriedades elásticas por um campo magnético, você pode ser capaz de ajustá-los por campos elétricos, "disse ele." Tecnologicamente, isso poderia ser ainda mais interessante.

"Certamente, existem muitas aplicações em que se poderia pensar, e acho que muitos deles podem ser úteis. Espero que não seja o fim da história, mas sim o começo. "