Os cientistas criaram um material que pode absorver ou liberar instantaneamente uma enorme quantidade de energia – isso é útil na robótica

Um grupo de cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst desenvolveu um metamaterial com propriedades surpreendentes. Ele é capaz de absorver ou liberar instantaneamente grandes porções de energia mecânica. O material será útil em qualquer cenário em que seja necessário absorver um grande impacto (equipamento de proteção) ou implementar uma reação extremamente rápida, como um músculo, útil para a robótica.

Fonte da imagem: UMass Amherst

A ideia de um metamaterial capaz de absorver ou liberar instantaneamente grandes quantidades de energia está no plano de usar a mudança de fase do estado do próprio material. Um exemplo simples de mudança no estado de fase de uma substância é o congelamento ou evaporação da água. No primeiro caso, a energia é liberada e, no segundo, é absorvida. A mesma regra se aplica a materiais sólidos que podem mudar de um estado de fase para outro. Por exemplo, a superfície de gravação de um CD. Pode ser amorfo ou cristalino, para a transição entre a qual a energia do feixe de laser de gravação é gasta.

O problema é que é extremamente difícil criar um material com propriedades desejadas em relação às transições de fase, o que requer intervenções em nível molecular e até mesmo atômico. Nesse sentido, os metamateriais – materiais de várias substâncias conectadas de uma certa maneira – são muito mais simples e bastante previsíveis. Em particular, o metamaterial para absorção ou liberação de energia é feito na forma de uma certa estrutura elástica com inserções de ímãs.

«Ao incorporar minúsculos ímãs em um material elástico, podemos controlar as transições de fase desse metamaterial. E como a mudança de fase é previsível e repetível, podemos projetar o metamaterial para fazer exatamente o que queremos: ou absorver energia de um forte impacto ou liberar uma grande quantidade de energia para movimentos explosivos”, dizem os autores do estudo, especialistas da o Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA e do Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, e o Instituto de Tecnologia Harbin em Shenzhen (HITSZ).