p (PhysOrg.com) - Uma estreia mundial:um material que muda sua força, virtualmente com o toque de um botão. Essa transformação pode ser alcançada em questão de segundos por meio de mudanças na estrutura eletrônica de um material; portanto, matéria dura e quebradiça, por exemplo, pode se tornar macio e maleável. O que torna este desenvolvimento revolucionário, é que a transformação pode ser controlada por sinais elétricos. Esta pioneira mundial teve origem em Hamburgo. Jörg Weißmüller, um cientista de materiais na Universidade Técnica de Hamburgo e no Helmholtz Center Geesthacht, realizou pesquisas sobre este desenvolvimento inovador, trabalhando em cooperação com colegas do Institute for Metal Research em Shenyang, China. p O investigador do Sarre, de 51 anos, referiu-se à sua investigação fundamental, que abre a porta para uma infinidade de aplicações diversas, como “um avanço nas ciências dos materiais”. O novo material metálico de alto desempenho é descrito pelo Prof. Dr. Jörg Weißmüller e pelo cientista pesquisador chinês Hai-Jun Jin na última edição da renomada revista científica Ciência . Suas descobertas de pesquisa poderiam, por exemplo, fazer futuros materiais inteligentes com a capacidade de autocura, suavizando as falhas de forma autônoma.

p A firmeza de um ovo cozido pode ser ajustada à vontade ao longo do tempo de cozimento. Algumas decisões são, Contudo, irrevogável - um ovo cozido nunca pode ser reconvertido em um ovo cozido. Haveria menos incômodo à mesa do café da manhã se pudéssemos simplesmente alternar entre os diferentes graus de firmeza do ovo.

p Problemas semelhantes surgem na fabricação de materiais estruturais, como metais e ligas. As propriedades dos materiais são definidas de uma vez por todas durante a produção. Isso força os engenheiros a fazer concessões na seleção das propriedades mecânicas de um material. Maior resistência é inevitavelmente acompanhada por maior fragilidade e redução da tolerância a danos.

p Professor Weißmüller, chefe do Instituto de Física e Tecnologia de Materiais da Universidade Técnica de Hamburgo e também do departamento de Sistemas de Materiais Híbridos do Helmholtz Centre Geesthacht, declarou:“Este é um ponto em que um progresso significativo está sendo feito. Pela primeira vez, conseguimos produzir um material que, enquanto em serviço, pode alternar entre um estado de comportamento forte e quebradiço e outro de suave e maleável. Ainda estamos no estágio de pesquisa fundamental, mas nossa descoberta pode trazer um progresso significativo no desenvolvimento dos chamados materiais inteligentes. ”

p Um casamento de metal e água

p Para produzir este material inovador, os cientistas de materiais empregam um processo comparativamente simples:corrosão. Os metais, metais tipicamente preciosos, como ouro ou platina, são colocados em uma solução ácida. Como consequência do início do processo de corrosão, minúsculos dutos e orifícios são formados no metal. O material nanoestruturado emergente é permeado por uma rede de canais de poros.

p Os poros são impregnados com um líquido condutor, por exemplo, uma solução salina simples ou um ácido diluído, e um verdadeiro material híbrido de metal e líquido é assim criado. É o “casamento” incomum, como Weißmüller chama essa união de metal e água que, quando acionado por um sinal elétrico, permite que as propriedades do material mudem com o toque de um botão.

p À medida que os íons são dissolvidos no líquido, as superfícies do metal podem ser eletricamente carregadas. Em outras palavras, as propriedades mecânicas do parceiro metálico são alteradas pela aplicação de um potencial elétrico no parceiro líquido. O efeito pode ser rastreado até o fortalecimento ou enfraquecimento da ligação atômica na superfície do metal quando elétrons extras são adicionados ou retirados dos átomos da superfície. A resistência do material pode ser até o dobro quando necessário. Alternativamente, o material pode ser mudado para um estado mais fraco, mas mais tolerante a danos, absorvente de energia e maleável.

p Aplicações específicas ainda são um assunto para o futuro. Contudo, os pesquisadores já estão pensando no futuro. Em princípio, o material pode criar sinais elétricos de forma espontânea e seletiva, de modo a fortalecer a questão em regiões de concentração local de tensões. Dano, por exemplo, na forma de rachaduras, poderia assim ser evitado ou mesmo curado. Isso aproximou os cientistas de seu objetivo de materiais "inteligentes" de alto desempenho.