p Desde que um grupo de pesquisa da Universidade de Kiel (CAU) e da Universidade de Tecnologia de Hamburgo (TUHH) em Hamburgo-Harburg desenvolveu a aerografita - um dos materiais mais leves do mundo - no ano de 2012 -, eles continuaram pesquisando sobre isso. Sua arquitetura tetrapodal complexa dá ao material 3-D à base de carbono propriedades muito exclusivas, tais como elasticidade extremamente alta e condutividade elétrica. Agora, pela primeira vez, como parte de uma equipe de pesquisa internacional, os cientistas de materiais do CAU conseguiram dobrar os tetrápodes ocos individuais, cada um medindo apenas alguns micrômetros de tamanho. Depois de dobrar, os tetrápodes retêm automaticamente sua forma original, sem sofrer nenhum dano. Isso torna os aplicativos avançados concebíveis, tanto na ciência dos materiais quanto no campo da medicina regenerativa. A equipe de pesquisa publicou seus resultados em Nature Communications . p Em relação a novos materiais, os cientistas estão principalmente interessados ​​em uma coisa:quais propriedades eles têm, e como eles se comportam em diferentes condições? Isso também determina os novos usos possíveis dos materiais. "Para prever o comportamento mecânico geral de um material de rede, devemos investigar as estruturas individuais de blocos de construção com as quais é construído, "explicou o Dr. Yogendra Mishra, cientista de materiais do grupo de trabalho "Nanomateriais Funcionais" do CAU. Aerographite é construído de tetrápodes, nanoestrutura 3-D baseada em carbono que consiste em quatro braços ocos. Quando combinados, eles formam um poroso, rede extremamente leve, e reduzir o peso da aerografita para apenas 0,2 miligramas por centímetro cúbico. '' Por causa desta estrutura única, o material exibe uma alta resistência mecânica, bem como uma superfície muito alta, de onde se originam interessantes características físicas e químicas, '' diz Daria Smazna, aluno de doutorado do projeto.

p A equipe de pesquisa internacional liderada por Kiel agora conseguiu mostrar que o aerografito é extremamente dobrável. "Em geral, materiais a granel como carbono ou metal não são dobráveis, mas devido à sua estrutura especial, nossas redes de carbono são altamente flexíveis e estáveis ​​mecanicamente também ", explicou o professor Rainer Adelung, Chefe da Cadeira Funcional de Nanomateriais. Você pode imaginar isso como uma folha de papel. "Uma folha de papel plana não oferece resistência, se você segurá-lo de um lado, ele simplesmente fica pendurado. Contudo, se enrolarmos ou amassarmos, atinge um certo grau de estabilidade, "continuou o cientista de materiais. Depende, portanto, do arranjo geométrico dentro do material. A forma especial dos tetrápodes fez os pesquisadores suspeitarem que eles poderiam ser dobrados - apesar da leveza do aerografito. Isso ocorre porque os braços individuais têm paredes muito finas e são ocos por dentro. "Isso permite que sejam dobrados em tantos lugares diferentes, mesmo reversivelmente. Eles voltam automaticamente à sua forma original, sem sofrer nenhum dano, "explicou Mishra." Assim como um acordeão, o objeto tridimensional pode ser dobrado em uma forma bidimensional, e depois desdobrado novamente. "

p Os pesquisadores de Kiel imaginaram como o aerographite se comporta quando é dobrado - pelo menos de acordo com suas suspeitas. Para caracterizar o material e provar que sua ideia é realmente verdadeira, eles também tiveram que dobrar os objetos do tamanho de um micrômetro na prática. Para fazer isso, eles precisavam de um microscópio eletrônico de varredura especial, que encontraram em Riga (Estônia). Aqui, a equipe de Kiel já estava trabalhando com outros cientistas em um projeto diferente. Com uma agulha de medição em nanoescala, os colegas lá foram capazes de agarrar e dobrar os tetrápodes aerografos. Os cientistas materiais Dr. Stefano Signetti e Prof. Pugno, co-autor do artigo, da Universidade Italiana de Trento, forneceu a compreensão mecânica final e generalização, desenvolver modelos analíticos e numéricos, e, portanto, também a prova de que as suposições dos colegas de Kiel estavam corretas. '' Nossos cálculos de modelagem teórica e numérica fornecem uma compreensão geral para o projeto de materiais de aerographite e estão em muito bom acordo com a suposição dos pesquisadores de Kiel, bem como observações experimentais da máquina de Riga '' acrescenta Nicola Pugno, Professor de Mecânica Sólida e Estrutural.

p “O método de cálculo que foi desenvolvido e verificado devido a esta cooperação internacional, pode ser aplicado a tetrápodes de vários tamanhos. Ele fornece uma base valiosa para investigar as propriedades de redes inteiras de tetrápodes e aerografita ainda mais, "elaborou Mishra. A longo prazo, entender como redes de tetrápodes ocos podem ser dobradas, no entanto, gostamos sem ser danificados, poderia ajudar a otimizar a produção de sólidos altamente porosos, como aerogéis e espumas, ou permitir seu uso na regeneração de tecidos (os chamados andaimes em engenharia médica).

• 
• 
• 
•