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WASHINGTON – No filme de 1991 “O Exterminador do Futuro 2: O Julgamento Final”, um robô malévolo que viaja no tempo e muda de forma chamado T-1000, feito de metal líquido, exibe uma qualidade única. Se atingido por explosões ou balas, seu metal se curará sozinho.
Um mineral de autocura ainda é apenas ficção científica, certo? Aparentemente não.
Cientistas descreveram na quarta-feira como pedaços de platina e cobre puro curam espontaneamente trincas de estresse de metal durante experimentos em nanoescala projetados para estudar como essas rachaduras se formam e se propagam em metal sob estresse. Eles expressaram otimismo de que essa habilidade poderia ser transformada em minerais para criar máquinas e estruturas de autocura em um futuro relativamente próximo.
A tensão do metal ocorre quando o metal – incluindo peças em maquinários, veículos e estruturas – mantém rachaduras microscópicas após exposição a estresse ou movimento repetitivo, danos que tendem a piorar com o tempo. A fadiga do metal pode causar falhas catastróficas em áreas que incluem aviação – motores a jato, por exemplo – e infraestrutura – pontes e outras estruturas.
Em experimentos conduzidos nos Laboratórios Nacionais Sandia, do governo americano, no Novo México, os pesquisadores usaram uma técnica de parafusar as pontas de pequenas peças de metal cerca de 200 vezes por segundo. A rachadura se formou e inicialmente se espalhou. Mas cerca de 40 minutos depois do experimento, o metal se fundiu novamente.
Os pesquisadores chamaram essa cura de “soldagem a frio”.
“A soldagem a frio é um processo metalúrgico que ocorre quando duas superfícies relativamente lisas e limpas de um metal são reunidas para fixar ligações atômicas”, disse Brad Boyce, cientista de materiais do Sandia National Laboratories que ajudou a liderar o estudo publicado na revista Nature.
Boyce acrescentou: “Ao contrário dos robôs de autocura em ‘Terminator’, esse processo não é visível no nível humano. Acontece em nanoescala e ainda temos que controlar esse processo”.
As peças de metal tinham 40 nanômetros de espessura e alguns micrômetros de largura. Embora a cura tenha sido observada em experimentos apenas em platina e cobre, Boyce disse que a simulação indicou que a autocura pode ocorrer em outros metais e que é “bastante plausível” que ligas como o aço exibam essa qualidade.
“É possível imaginar materiais projetados para tirar proveito desse comportamento”, disse Boyce.
Boyce acrescentou: “Dado esse novo conhecimento, pode haver estratégias alternativas de design de materiais ou abordagens de engenharia que podem ser implementadas para ajudar a mitigar falhas por fadiga. Além disso, esse novo entendimento pode lançar luz sobre falhas por fadiga em estruturas existentes – melhorando nossa capacidade de explicar e prever tais falhas.”
Os cientistas criaram alguns materiais auto-recuperáveis no passado, a maioria deles de plástico. O coautor do estudo, Michael Dimkovic, professor de ciência e engenharia de materiais na Texas A&M University, previu a autocura em metais há uma década.
Dimkovic descobriu corretamente que, sob certas condições, colocar o metal sob tensão, o que normalmente exacerbaria as trincas relacionadas à fadiga, pode ter o efeito oposto.
“Agora acredito que aplicações concretas de nossas descobertas levarão mais 10 anos para serem desenvolvidas”, disse Dimkovic.
“Quando fiz minhas previsões pela primeira vez, alguns jornais disseram que eu estava trabalhando em um T-1000. Ainda é ficção científica”, disse Dimkovic. “No entanto, no final da[série de TV]’Battlestar Galactica’, a tripulação adapta alguma tecnologia Cylon (uma raça fictícia de robôs) para ajudar a curar os danos causados pela fadiga de sua nave, fazendo o metal agir como um tecido orgânico que pode curar suas próprias feridas. Eu diria que o que estamos trabalhando está mais de acordo com o exemplo ‘Battlestar Galactica’.”
A autocura é observada em um ambiente muito específico usando um dispositivo chamado microscópio eletrônico.
“Uma das grandes questões deixadas em aberto pelo estudo é se o processo também ocorre no ar, não apenas no ambiente de vácuo microscópico. Mas mesmo que ocorra apenas no vácuo, ainda tem implicações importantes para a fadiga em espaçonaves ou fadiga associada a rachaduras subterrâneas que não são expostas à atmosfera”, disse Boyce.
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