Cientistas desenvolvem um tipo de madeira tão resistente quanto o titânio

Tacos de golfe de alto desempenho e próteses em seres humanos são feitos de titânio, um material tão forte quanto o aço, porém mais leve. O que define essas propriedades é a maneira em que os átomos de um metal são empilhados. Mas defeitos aleatórios que surgem no modelo de criação desses materiais significam que eles possuem apenas uma fração da resistência, força e durabilidade que eles oferecem.

Notícias sobre um novo estudo publicado na revista científica “Nature Scientific Reports”, divulgadas por pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da “Universidade da Pensilvânia, Illinois e Cambridge” sugerem exatamente isso. Eles construíram uma pequena estrutura parecida com uma folha de papel em níquel, com poros em nanoescala que a tornam extremamente resistente e forte quanto o titânio, porém, 500% mais leve.

A região vazia dos poros semelhante a uma madeira natural, também acontece na “madeira metálica” dos pesquisadores. E assim como a porosidade dos grãos de madeira serve à função biológica do transporte de energia, a região vazia na madeira metálica poderia ser infundida com materiais mais resistentes. Infundir a região vazia da madeira com materiais anódicos e catódicos permitiria que está madeira metálica cumprisse mais de uma função.

O estudo foi liderado por James Pikul, professor assistente do Departamento de Engenharia Mecânica e Mecânica Aplicada da Penn Engineering. Mesmo os melhores metais naturais têm defeitos em seu arranjo atômico que limitam sua força. Um bloco de titânio, onde cada átomo estava perfeitamente alinhado com seus vizinhos, seria 1000% mais forte do que os já produzidos.

Pesquisadores de materiais têm tentado explorar esse fenômeno adotando uma abordagem arquitetônica, projetando estruturas com controle geométrico necessário para desvendar as propriedades mecânicas que surgem na nanoescala, onde os defeitos reduziram o impacto. Pikul e seus colegas devem seu sucesso a uma sugestão do mundo natural.

“O motivo ao qual a chamamos de madeira metálica não é apenas por sua densidade, que é mais ou menos a da madeira, mas devido a sua natureza celular. Os materiais celulares são porosos, se nós observarmos o grão de madeira, é possível observar partes que são visíveis ao olho nú. Mas se observar com o uso de instrumentos você irá ver que existem partes porosas, que servem para o transporte de alimento, água e oxigênio nas células da madeira”, diz Piku.

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