19/08/2020 - O Laboratório de Pesquisa do Exército e a Texas A&M University se uniram para criar materiais sintéticos 3D imprimíveis que podem se auto-regenerar, têm memória de forma e são recicláveis. Pesquisadores do Exército dos EUA se uniram à Texas A&M University para criar um novo material de polímero que pode mudar de forma e se curar autonomamente como parte de um esforço de pesquisa para melhorar futuros veículos aéreos não tripulados e robóticos.
No início da pesquisa, o material à base de epóxi imprimível em 3D, o primeiro de seu tipo, pode responder a estímulos, e os pesquisadores esperam que um dia tenha inteligência incorporada, permitindo que se adapte ao seu ambiente sem qualquer controle externo, de acordo com um comunicado à imprensa do Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate (CCDC) do Exército.
"Queremos um sistema de materiais que forneça estrutura, detecção e resposta simultaneamente", disse Frank Gardea, engenheiro aeroespacial e principal investigador do esforço, do CCDC. Gardea prevê uma plataforma futura, adequada para missões aéreas e terrestres, com as "características de reconfiguração do personagem T-1000 no filme de Hollywood, 'Terminator 2.'" O filme de sucesso apresentava um Exterminador do Extermínio feito de metal líquido que poderia transformar seus braços em armas esfaqueadoras e se curar após ser baleado com tudo, desde uma espingarda calibre 12 a um lançador de granadas de 40 mm.
Até agora, o material respondeu à temperatura, que os pesquisadores primeiro selecionaram devido à sua facilidade de uso durante os testes de laboratório. No mundo real, aplicar um estímulo de temperatura não é tão fácil ou prático, então eles introduziram a responsividade à luz porque é mais fácil de controlar e aplicar remotamente, disse Gardea no comunicado. Os polímeros são feitos de unidades repetidas, como elos de uma corrente. Para polímeros mais macios, essas cadeias são apenas levemente conectadas entre si por meio de reticulações, de acordo com o comunicado. Quanto mais ligações cruzadas entre as correntes, mais rígido se torna o material.
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"A maioria dos materiais reticulados, especialmente aqueles impressos em 3D, tendem a ter uma forma fixa, o que significa que, uma vez que você fabrica sua peça, o material não pode ser reprocessado ou derretido", disse Gardea, acrescentando que este novo material tem uma " ligação dinâmica que permite passar de líquido a sólido várias vezes, o que permite que seja impresso em 3D e reciclado. " Essas ligações dinâmicas resultam em um comportamento de memória de forma único, de forma que o material pode ser programado e acionado para retornar à forma lembrada, de acordo com o lançamento.
"A flexibilidade introduzida na cadeia de polímero permite que ela seja ajustada, de maneiras sem precedentes, para obter a maciez da borracha ou a resistência dos plásticos de suporte", acrescenta o comunicado. Muito do trabalho anterior em materiais adaptativos foi para sistemas de materiais que são muito suaves para aplicações estruturais ou não adequados para o desenvolvimento de plataformas, disse Bryan Glaz, cientista-chefe associado do laboratório Vehicle Technology Directorate, no comunicado. A pesquisa ainda está em fase de descoberta. A equipe começou tentando desenvolver um material imprimível em 3D para aplicações estruturais que pudesse ser usado para imprimir componentes de UAVs ou mesmo helicópteros, de acordo com o comunicado.
Durante esta pesquisa exploratória, os funcionários do programa notaram que, após a falha, as superfícies se tornavam ativas e "se aderiam facilmente umas às outras", disse Gardea, acrescentando que a descoberta levou os pesquisadores a investigar as capacidades de autocura. Os próximos passos imediatos são melhorar o comportamento de ativação e cura, bem como introduzir a capacidade de resposta múltipla, e fazer com que o material responda a estímulos além da temperatura e da luz, disse Gardea. Este esforço é apenas parte de um programa de pesquisa exploratória para observar novos desenvolvimentos científicos que podem romper os paradigmas científicos e tecnológicos atuais daqui a 30 a 50 anos, disse Glaz. Mas o avanço científico da equipe marca "um primeiro passo em um caminho muito longo em direção à possibilidade científica de plataformas futuras profundas", acrescentou.
Fonte: https://www.military.com/