Pesquisadores da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, alcançaram um avanço notável ao desenvolverem um metafluido programável, dotado de elasticidade e propriedades ópticas e viscosidade ajustáveis. Surpreendentemente, este fluido tem a capacidade única de transitar entre um estado newtoniano e um não newtoniano.
Os metafluidos representam uma classe emergente de materiais artificiais concebidos para desempenhar funções específicas, preenchendo uma lacuna no campo dos metamateriais. Enquanto os metamateriais são conhecidos por suas propriedades determinadas pela estrutura e não pela composição química, os metafluidos destacam-se por sua capacidade de fluir e adaptar-se ao recipiente que os contém.
A pesquisadora Katia Bertoldi compara esta inovação aos metamateriais sólidos, ressaltando a capacidade dos metafluidos de fluir e moldar-se ao ambiente. O objetivo principal da equipe foi desenvolver um metafluido que não apenas possuísse essas características notáveis, mas também fornecesse uma plataforma versátil para a programação de propriedades como viscosidade, compressibilidade e comportamento óptico.
O metafluido, o primeiro de sua categoria, consiste em uma suspensão de pequenas esferas de elastômero, com diâmetros entre 50 e 500 micrômetros, que se deformam sob pressão, alterando drasticamente as propriedades do fluido. Sua versatilidade possibilita uma gama de aplicações, desde atuadores hidráulicos e amortecedores inteligentes até dispositivos ópticos com transição de transparência para opacidade.
A produção do metafluido envolve a fabricação de centenas de milhares de cápsulas esféricas altamente deformáveis, cheias de ar, suspensas em óleo de silicone. Este método de fabricação, desenvolvido no laboratório, é facilmente escalonável para produção em larga escala.
Quando a pressão no líquido aumenta, as cápsulas colapsam, alterando as propriedades do fluido, incluindo viscosidade e opacidade. Essa transição pode ser controlada ajustando-se não apenas a pressão, mas também o número, espessura e tamanho das cápsulas na suspensão.
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A demonstração da programabilidade do metafluido foi realizada utilizando-o em uma pinça robótica hidráulica, capaz de manipular objetos como garrafas de vidro, ovos e mirtilos. Ao contrário dos sistemas hidráulicos tradicionais, que exigem sensores externos ou controle adicional, o metafluido responde automaticamente a diferentes pressões, adaptando sua aderência conforme necessário.
Além disso, a equipe desenvolveu uma porta lógica fluídica reprogramável, evidenciando ainda mais a versatilidade do metafluido. A pressão também pode ser utilizada para modificar as propriedades ópticas do fluido, que vão desde a dispersão da luz até o foco, permitindo aplicações como tintas que mudam de cor com base na pressão.
Em resumo, este é o primeiro metafluido a demonstrar a transição entre estados newtonianos e não newtonianos, representando um avanço significativo com uma ampla gama de aplicações potenciais em diversas áreas.
Fonte: Inovação Tecnológica
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