p Engenheiros da Brown University mapearam as quantidades de compressão necessárias para causar rugas, vincos, e dobras para formar materiais emborrachados. As descobertas podem ajudar os engenheiros a controlar a formação dessas estruturas, que pode ser útil no projeto de materiais nanoestruturados para dispositivos eletrônicos flexíveis ou superfícies que requerem adesão variável. p "Quando um material emborrachado é comprimido e atinge uma carga crítica, experimenta instabilidade e forma padrões de superfície como rugas, vincos, ou dobras, "disse Mazen Diab, um pesquisador de pós-doutorado na Escola de Engenharia de Brown e o primeiro autor do artigo. "Estamos estudando como cada um desses estados se forma."

p Embora a maioria de nós possa usar os termos enrugamento, vinco, e dobrar quase indistintamente, os engenheiros reconhecem propriedades distintas em cada um desses estados. Conforme definido pelos pesquisadores Brown, o estado de rugas é quando os picos e depressões começam a se formar na superfície, como ondas no oceano. O estado de vinco é quando uma ranhura nitidamente afiada é formada na superfície. Uma dobra ocorre quando as áreas de cada lado da depressão enrugada começam a se tocar, formando canais ocos abaixo do plano da superfície do material.

p Os pesquisadores se referem a esses estados coletivamente como estados "ruga", um termo originário do latim e frequentemente usado em anatomia para descrever formações de rugas no corpo, como no estômago ou no céu da boca.

p Cada estado de ruga pode ter implicações diferentes em um ambiente de design. Em uma placa de circuito flexível, por exemplo, rugas podem ser aceitáveis, mas vincos ou dobras podem causar curtos-circuitos. Os engenheiros podem usar vincos ou dobras para controlar as propriedades adesivas de uma superfície. Essas estruturas podem esconder a área de uma superfície pegajosa em calhas, tornando menos provável que grude. Esticar a superfície traz de volta a pegajosidade. As dobras podem ser úteis na captura de moléculas grandes ou nanopartículas e no transporte de fluidos.

p A ideia por trás desta última pesquisa é entender em que pontos cada estado de ruga se forma, ajudando engenheiros a melhor utilizá-los. Fazer isso, os pesquisadores usaram um modelo matemático que simula as características de deformação de um material emborrachado em camadas, com sua propriedade elástica variando com a profundidade da superfície. O resultado foi um diagrama de fase que indica as quantidades precisas de compressão necessárias para formar cada estado de ruga.

p O diagrama identifica dois estados de vinco junto com um estado de dobra e um estado de dobra. Um vinco recuado ocorre quando uma ruga progride para um vinco sob tensão adicional. Um vinco instantâneo acontece quando a tensão inicial é suficiente para pular a fase de rugas.

p "O diagrama de fase mostra a deformação compressiva necessária para formar todos esses estados de ruga e mostra as transições de um estado para outro, "disse Diab, que trabalha no laboratório do professor Kyung-Suk Kim na Escola de Engenharia de Brown. "Os engenheiros podem usá-lo como um guia para obter as formas que desejam em diferentes escalas de comprimento."

p Além da ciência material, Kim diz que o trabalho ajudará os cientistas "a compreender os processos naturais observados em ampla escala, desde dobras nas montanhas até dobras na pele e dobras de microrganismos na biologia".

p A pesquisa é publicada em Anais da Royal Society A .