Material inspirado no Iron Man é 5x mais forte do que o aço (e 4x mais leve)

Uma equipa de investigadores conseguiu um avanço científico notável ao fundir a estrutura intrincada do ADN com a pureza do vidro, resultando num supermaterial que é cinco vezes mais leve e quatro vezes mais forte do que o aço.

Este material inovador é atualmente considerado “o mais forte que se conhece” para a sua densidade.

Equilibrar a resistência e a leveza tem sido um desafio de longa data na ciência dos materiais, com estas duas características a parecerem frequentemente incompatíveis. No entanto, os investigadores demonstraram que podem coexistir, inspirados pelo icónico fato do Iron Man, ou Homem de Ferro, em português.

“Sou um grande fã dos filmes do Homem de Ferro e sempre me perguntei como criar uma armadura melhor para o Homem de Ferro. Tem de ser muito leve para ele poder voar mais depressa. Tem de ser muito forte para o proteger dos ataques dos inimigos”, disse Oleg Gang, cientista de nanomateriais da Universidade de Columbia.

“O nosso novo material é cinco vezes mais leve, mas quatro vezes mais forte do que o aço. Assim, as nossas nanolattices de vidro seriam muito melhores do que quaisquer outros materiais estruturais para criar uma armadura melhorada para o Homem de Ferro”, acrescentou, citado pela ZME Science.

A chave do seu sucesso reside na exploração da força inerente do vidro na sua forma mais pura. O vidro é muitas vezes visto como frágil e propenso a partir-se devido a imperfeições na sua estrutura, tais como fissuras ou átomos em falta. No entanto, quando o vidro está livre de tais falhas, ele pode suportar pressões extremas que destruiriam até mesmo alguns dos materiais mais resistentes.

Criar estruturas de vidro grandes e sem falhas é um grande desafio. Como resultado, as estruturas feitas de vidro de tamanho nanométrico, com menos de um micrómetro de espessura, são simultaneamente leves e poderosas, superando muitos metais e cerâmicas.

Para obter este material, os cientistas utilizaram o ADN como suporte para criar uma estrutura 3D. Esta estrutura de ADN serviu de esqueleto sobre o qual foi aplicado um revestimento de vidro. O resultado é um material que combina uma resistência sem precedentes com um peso reduzido, desafiando as noções anteriores de densidade do material. O estudo foi publicado na revista Cell Reports Physical Science.

“A capacidade de criar nanomateriais de estrutura 3D projetados utilizando o ADN e de os mineralizar abre enormes oportunidades para a engenharia de propriedades mecânicas. Mas ainda é necessário muito trabalho de investigação antes de o podermos utilizar como tecnologia”, sublinhou Gang.

Os investigadores estão agora a tentar criar materiais ainda mais fortes, modificando a estrutura do ADN. A substituição do vidro por cerâmicas de carboneto poderá conduzir a materiais com rácios de resistência/peso ainda mais elevados.

As possibilidades futuras são vastas e, embora possa ser um salto desta descoberta para um colete à prova de bala semelhante ao do Homem de Ferro, é evidente que materiais inovadores e de elevado desempenho estão no horizonte.