Grupo de pesquisa da Universidade de Tecnologia de Helsinque em colaboração com VTT e Royal Institute of Technology, Finlândia, mostram o primeiro exemplo de material nanocompósito leve, mas mecanicamente forte, que imita as conchas nacaradas que permitem o aumento da escala para processos industriais. Espera-se que os materiais sejam viáveis ​​em aplicações onde materiais leves, mas fortes, permitem benefícios específicos, por exemplo. em telecomunicações, aplicações aeroespaciais, e veículos.

A concha nacarada atrai cientistas de materiais há muito tempo, devido à sua estrutura leve, mas forte. Imitando nácar, o novo material consiste em plaquetas em nanoescala inorgânicas alternadas coladas por polímeros, e os materiais se automontam espontaneamente em um processo de uma etapa para formar estruturas em camadas, usando, por exemplo, o processo de fabricação de papel, quadro, e se espalhando.

"A nova invenção é baseada em uma compreensão profunda dos processos de automontagem na ciência dos materiais, "dizem o PhD Andreas Walther e o professor da Academia Olli Ikkala que lideraram o projeto." Já usamos automontagens e hierarquias em outros tipos de materiais para obter propriedades funcionais. Um bom exemplo de automontagem é dado por proteínas cujas cadeias contêm de maneira delicada a informação de como se montar como estruturas funcionais. "

Diferentes materiais nanocompósitos já foram explorados extensivamente. Contudo, Continua sendo um desafio alcançar propriedades ou conceitos drasticamente aprimorados que possam ser facilmente aumentados para aplicações tecnológicas em grande escala.

Materiais leves e fortes têm várias aplicações

O novo material atraiu um grande interesse. As propriedades são facilmente ajustáveis. No momento, ele mostra um módulo de tração de 45 GPa, a resistência à tração de 250 MPa, tem uma permeação de gás muito baixa, e apresenta propriedades muito boas como escudo térmico em caso de incêndio exposto. O material foi desenvolvido com base no financiamento inicial da Academia da Finlândia, como continuado pela UPM, uma empresa global de produtos florestais, que também tem uma patente pendente sobre o conceito

"Acreditamos que o material pode ser atraente para tecnologias móveis e até mesmo para eletrônicos flexíveis como material de suporte e barreira, "dizem Walther e Ikkala.

Após a adaptação adicional dos materiais e processos, espera-se que as aplicações relacionadas a veículos e aeroespacial se tornem viáveis. Os materiais leves, mas fortes, podem levar à economia de energia.

A natureza inspira para novos materiais de alta tecnologia

O novo material é um exemplo de biomimética, que visa imitar os materiais mais atraentes da natureza, mas em termos mais simples.

"Os cientistas de materiais são fascinados pela delicadeza dos materiais naturais. As propriedades foram desenvolvidas devido ao longo processo de evolução e, em alguns casos, propriedades extraordinárias relevantes para a tecnologia podem ser identificadas. Além das conchas nacaradas, os materiais que os cientistas exploram, por exemplo, imitações para seda, mandíbulas, e ossos. "