p Um material leve cheio de buracos é quase tão duro quanto diamante. As meras marcas deixadas por balas velozes provam isso. p Pesquisadores da Brown School of Engineering da Rice University e seus colegas estão testando polímeros à base de tubulanos, Estruturas teóricas de nanotubos de carbono reticulados com resistência extraordinária.

p O cientista do laboratório de materiais do Rice, Pulickel Ajayan, descobriu que os tubulanos podem ser imitados como ampliados, Blocos de polímero impressos em 3-D que provam ser melhores para defletir projéteis do que o mesmo material sem orifícios. Os blocos também são altamente compressíveis sem quebrar.

p Conforme detalhado em Pequena , a descoberta pode levar a estruturas impressas de qualquer tamanho com propriedades mecânicas ajustáveis.

p Os tubulanos foram previstos em 1993 pelo químico Ray Baughman, da Universidade do Texas em Dallas, e pelo físico Douglas Galvão, da Universidade Estadual de Campinas, Brasil, ambos co-investigadores principais no novo artigo. Os próprios tubulanos ainda precisam ser feitos, mas seus primos de polímero podem ser a segunda melhor opção.

p Seyed Mohammad Sajadi, aluno de pós-graduação e autor principal do Rice, e seus colegas construíram simulações de computador de vários blocos de tubulano, imprimiu os desenhos como polímeros em macroescala e os sujeitou a forças de esmagamento e balas velozes. O melhor provou ser 10 vezes melhor para parar uma bala do que um bloco sólido do mesmo material.

p A equipe do Rice disparou projéteis em cubos padronizados e sólidos a 5,8 quilômetros por segundo. Sajadi disse que os resultados foram impressionantes. "A bala ficou presa na segunda camada da estrutura, "disse ele." Mas no bloco sólido, rachaduras propagadas por toda a estrutura. "

p Testes em uma prensa de laboratório mostraram como a rede de polímero poroso permite que os blocos de tubulano colapsem sobre si mesmos sem rachar, Sajadi disse.

p O grupo Ajayan fez estruturas semelhantes há dois anos, quando converteu modelos teóricos de schwarzitas em blocos impressos em 3D. Mas o novo trabalho é um passo em direção ao que os cientistas de materiais consideram um Santo Graal, Sajadi disse.

p "Existem muitos sistemas teóricos que as pessoas não conseguem sintetizar, "ele disse." Eles permaneceram impraticáveis ​​e evasivos. Mas com a impressão 3-D, ainda podemos tirar proveito das propriedades mecânicas previstas porque elas são o resultado da topologia, não o tamanho. "

p Sajadi disse que estruturas de metal semelhantes a tubulano, cerâmica e polímero são limitados apenas pelo tamanho da impressora. Otimizar o projeto da rede pode levar a melhores materiais para civis, aeroespacial, automotivo, Esportes, embalagens e aplicações biomédicas, ele disse.

p "As propriedades únicas de tais estruturas vêm de sua topologia complexa, que é independente de escala, "disse Chandra Sekhar Tiwary, ex-aluno do Rice, co-investigador principal do projeto e agora professor assistente do Instituto Indiano de Tecnologia, Kharagpur. "O fortalecimento controlado por topologia ou a melhoria da capacidade de suporte de carga também podem ser úteis para outros projetos estruturais."

p De acordo com os co-autores Peter Boul e Carl Thaemlitz da Aramco Services Co., um patrocinador da pesquisa, aplicações potenciais abrangem muitos setores, mas o petróleo e o gás acharão as estruturas de tubulano particularmente valiosas como materiais resistentes e duráveis ​​para a construção de poços. Esses materiais devem resistir a impactos, particularmente em fraturamento hidráulico, que pode danificar cimentos padrão.

p "A resistência ao impacto dessas estruturas impressas em 3-D as coloca em uma classe própria, "Disse Boul.