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Cientistas da Caltech Revolucionam a Ciência dos Materiais com Nova Forma de Matéria
Em um avanço que pode redefinir nossas compreensões básicas sobre os estados da matéria, cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) anunciaram a criação de um material que transcende a dicotomia tradicional entre sólido e líquido. Batizado de Polycatenated Architected Material (PAM), ou Material de Ligações em Cadeia Configurado Sinteticamente, esta inovação é um marco na ciência dos materiais e tem o potencial de transformar uma variedade de indústrias.
A Inovação do PAM
O PAM foi concebido a partir de uma abordagem inspirada na antiga tecnologia das cotas de malha, onde pequenos anéis de metal são interligados para formar uma estrutura flexível e resistente. No entanto, os cientistas da Caltech, liderados pela professora Chiara Daraio, levaram essa ideia a um nível molecular. Usando simulações por computador, eles desenvolveram formas tridimensionais complexas onde, ao invés de partículas fixas, encontram-se anéis emaranhados ou estruturas com múltiplos lados.
Do Desenho à Realidade
A equipe utilizou técnicas de impressão 3D para materializar suas criações digitais em objetos físicos. O resultado é um material cuja estrutura permite uma transição única entre estados. “Sob tensão de cisalhamento, o PAM se comporta como um líquido, permitindo movimento e fluidez entre suas partículas,” explica Wenjie Zhou, químico da Caltech e um dos autores do estudo. “Por outro lado, quando submetido a compressão, ele adquire as características de um sólido,” continua Daraio.
Novas Possibilidades
A capacidade do PAM de transitar entre estados de matéria abre um vasto leque de aplicações. Desde equipamentos de proteção que oferecem flexibilidade e rigidez conforme necessário até dispositivos médicos que podem se adaptar às formas do corpo humano, a lista de possibilidades é extensa. Além disso, a natureza adaptativa do PAM pode ser crucial em setores como a robótica suave, onde materiais que podem mudar de forma e rigidez são altamente desejados.
Impacto na Ciência e na Indústria
Este material não só desafia a classificação clássica dos estados da matéria mas também promete avanços significativos em eficiência energética, durabilidade e versatilidade de produtos. “Estamos diante de uma revolução na maneira como pensamos sobre a estrutura e a função dos materiais,” declara Daraio. A pesquisa foi detalhada em um estudo publicado na revista “Science” no final de janeiro, com financiamento de várias entidades, incluindo o Army Research Office, o Gary Clinard Innovation Fund, e o Departamento de Energia dos EUA.
O Futuro do PAM
Com a publicação deste estudo, a comunidade científica está agora começando a explorar as aplicações práticas do PAM. Pesquisadores em todo o mundo estão entusiasmados com a possibilidade de incorporar técnicas de inteligência artificial para acelerar a exploração do espaço de design deste material. “Estamos apenas arranhando a superfície do que é possível,” afirma Liuchi Li, uma das co-autoras do estudo, agora na Universidade de Princeton.
A descoberta do PAM não só ilustra a interseção de ciência básica e aplicação tecnológica mas também abre uma nova era na manipulação e entendimento dos materiais no nível molecular. Com potenciais aplicações que vão desde a proteção contra impactos até a medicina personalizada, o PAM está prestes a mudar nosso mundo de maneiras que ainda estamos começando a imaginar.
