Como as coisas se deformam e quebram é importante para os engenheiros, pois os ajuda a escolher e projetar os materiais que usarão para construir as coisas. Pesquisadores da Aalto University e da Tampere University esticaram amostras de ligas metálicas até o ponto de quebra e as filmaram usando câmeras ultrarrápidas para estudar o que acontece. Suas descobertas têm o potencial de abrir toda uma nova linha de pesquisa no estudo da deformação de materiais.

Quando os materiais ficam um pouco esticados, eles se expandem, e quando o alongamento para, eles voltam ao tamanho original. Contudo, se um material fica muito esticado, eles não voltam mais ao tamanho original. Esse alongamento excessivo é conhecido como deformação "plástica". Os materiais que começaram a ser deformados plasticamente se comportam de maneira diferente quando são esticados ainda mais, e, eventualmente, se partir em dois. Alguns materiais - incluindo ligas de alumínio leves usadas em aplicações de alta tecnologia, como carros e aeronaves - começam a se deformar de forma imprevisível quando se deformam plasticamente. O problema específico que os pesquisadores estavam interessados ​​em resolver é chamado de efeito Portevin-Le Chatelier (PLC), onde faixas de deformação no material se movem conforme ele é esticado. O movimento dessas bandas causa a deformação imprevisível, e os pesquisadores queriam desenvolver uma melhor compreensão de como eles se moviam, para ser capaz de prever melhor como esses materiais se deformariam. "Havia modelos de como esses materiais se deformavam, "disse o professor Mikko Alava, o líder do grupo de pesquisa da Aalto, "mas até agora, eles não eram muito úteis. "

Para desenvolver o novo modelo, os pesquisadores usaram câmeras de altíssima velocidade, iluminado com luz laser, para fotografar as amostras. Depois de coletar esses dados, eles foram capazes de ver quais modelos teóricos se ajustam aos dados. Eles descobriram que um modelo para o comportamento de ímãs, chamado de modelo ABBM, pode ser usado para prever o comportamento dos materiais à medida que se deformam muito bem. O modelo ABBM está bem estabelecido na ciência dos materiais para descrever a mudança de magnetização em ímãs. “A arte da teoria deste trabalho foi perceber quais parâmetros do material se alinhavam com os parâmetros em uma versão evoluída do modelo ABBM, "disse o professor Alava, "e, em seguida, reunindo a grande quantidade de dados que fizemos, pudemos mostrar como o modelo pode ser usado para prever a deformação nestes materiais. "Os resultados são publicados em Avanços da Ciência .

“Até agora o tempo de resolução dos experimentos não foi suficiente para comparação com este tipo de modelo, "disse Tero Mäkinen, Doutorando com responsabilidade maior pelo estudo. "O movimento das bandas de deformação foi estudado anteriormente, particularmente na comunidade de ciência material, mas é realmente necessário ver os detalhes finos para ser capaz de mostrar que as bandas se comportam - em certo sentido - de forma semelhante a ímãs. "

"É bastante notável que dois fenômenos que são aparentemente tão diferentes - mudança de magnetização em ímãs e propagação de bandas de deformação em ligas - possam ser descritos com o mesmo, modelo de física estatística simples, "diz o professor associado Lasse Laurson, da Universidade de Tampere, que participaram do estudo.

A pesquisa está demorando muito. "Tive a ideia geral pela primeira vez por volta de 2015, "explica o professor Alava, mas agora que o modelo foi mostrado para se aplicar ao efeito PLC em ligas de alumínio, o grupo está interessado em testar se isso se aplica a uma gama mais ampla de ligas metálicas. "Existem vários tipos diferentes de bandas PLC que podem existir em materiais, nós mostramos para um tipo, e agora queremos ver se isso se aplica a todos eles. "