Nova técnica permite que metais se “regenerem” como ossos humanos

Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos EUA, desenvolveram uma nova técnica que permite que metais porosos – como é o caso das espumas metálicas, cuja estrutura interna lembra a dos ossos humanos – possam se “regenerar” sem a necessidade do uso de soldas ou maçaricos. A novidade pode representar um grande avanço para as engenharias, especialmente a mecânica, e essa propriedade autorreparadora poderá ser de grande utilidade no conserto das mais variadas peças e itens metálicos, como braços robóticos, partes automotivas e componentes de bases e estações espaciais, para mencionar alguns usos potenciais.

Contornando limitações

Atualmente, quando uma peça de metal se rompe, a opção disponível consiste em aplicar calor sobre as regiões avariadas, normalmente através do uso de soldas e maçaricos que expõem os componentes a temperaturas que podem chegar até os 3 mil graus Célsius. O problema é que existem situações em que essa prática não é recomendada, como, por exemplo, no caso das espumas metálicas, uma classe de material leve e super-resistente que combina as qualidades físicas, químicas e mecânicas dos metais com as vantagens estruturais da espuma. Veja:

Como você deve ter observado, a estrutura interna dessas espumas é composta por pequenas bolsas de ar e esse material, além de não ser inflamável e ser resistente à altas temperaturas, é extremamente eficaz na absorção de impactos e vibração, oferece proteção eletromagnética e é um ótimo isolante acústico. Isso faz dele um queridinho da indústria aeroespacial, naval, automobilística, ferroviária, médica, da construção civil etc. No entanto, caso seja danificado e precise de reparos, o derretimento causado pelo calor pode comprometer sua porosidade e prejudicar a sua funcionalidade.

Então, para contornar essa dificuldade, os pesquisadores se inspiraram em materiais capazes de se autorregenerar – como os produzidos a partir de plásticos e polímeros flexíveis que, quando se rompem, liberam substâncias capazes de fluir pela estrutura interna e “remendar” o objeto danificado, mesmo em temperatura ambiente.

Metal ósseo

O que o time desenvolveu foi uma técnica que consiste em aplicar sobre a espuma metálica uma camada de uma substância inerte e maleável chamada Parileno D – um polímero flexível que, apesar de ser resistente, se rompe mais facilmente do que o metal que se encontra debaixo. Mas o bacana é que os pesquisadores usaram o Parileno como uma espécie de “sinalizador de dano”, então, quando essa camada sofre algum estrago e a superfície metálica fica exposta, é possível reparar apenas os locais da espuma que apresentam avarias através da galvanização.

Esse, aliás, é um processo eletroquímico no qual um metal pode ser revestido com outro – como é o caso de quando uma bijuteria é banhada a ouro, por exemplo. Para isso, o objeto que será coberto deve ser mergulhado em um líquido eletrolítico em temperatura ambiente e é aplicada uma corrente elétrica que permite que os íons do metal que será usado como revestimento fluam com facilidade e se depositem sobre a peça, formando uma “capa”.

Na técnica desenvolvida pelos cientistas, a espuma é mergulhada no banho para a galvanização, e os íons apenas se acumulam nas áreas em que o Parileno não está mais presente – e que sinaliza que ocorreu algum dano –, reformando a estrutura quebrada de forma análoga à que os ossos se regeneram depois de sofrer fraturas. Os pesquisadores realizaram testes com 3 tipos diferentes de dano (amostras com fissuras, partidas e que foram completamente secionadas) em espuma de níquel e tiveram sucesso com todos os “remendos”, mas pretendem expandir os experimentos e os estudos para tornar o processo mais abrangente.