Cientistas criam um tecido inovador que pode endurecer sob demanda

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Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura (NTU Cingapura) e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), Estados Unidos, desenvolveram um novo tipo de tecido de ‘cota de malha’ que é flexível como um tecido, mas pode endurecer sob demanda.

O tecido leve é ​​impresso em forma de polímeros 3D de plástico de nylon, unidos por octaedros ocos (uma forma com oito faces triangulares iguais) que se interligam.

A pesquisa foi publicada na revista Nature, no início de agosto, e é resultado de uma colaboração entre especialistas em engenharia mecânica e manufatura avançada.

Como funciona

A cota de malha impressa em 3D e a imagem digital de duas camadas da cota de malha no estado macio. Fonte: Wang e colaboradores, 2021.

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Quando o tecido macio é embrulhado em um envelope de plástico flexível e embalado a vácuo, ele se transforma em uma estrutura rígida que é 25 vezes mais rígida ou mais difícil de dobrar do que quando relaxada.

Quando endurecida, a nova malha desenvolvida pode suportar até 50 vezes seu próprio peso.

“Inspirados na armadura de cota de malha antiga, usamos partículas ocas de plástico que são interligadas para aumentar a rigidez de nossos tecidos ajustáveis. Para aumentar ainda mais a rigidez e a resistência do material, estamos trabalhando agora em tecidos feitos de vários metais, incluindo alumínio, que poderiam ser usados para aplicações industriais em grande escala que requerem maior capacidade de carga, como pontes ou edifícios.” Professor Wang Yifan, autor principal do artigo.

Utilidades

Conhecido como ‘tecidos estruturados vestíveis’, o desenvolvimento pode abrir caminho para tecidos inteligentes de próxima geração que podem endurecer para proteger o usuário contra um impacto ou quando uma capacidade de carga adicional é necessária.

Scientists develop chain mail fabric that can stiffen on demand
O tecido, formando uma mesa plana sob carga de 1,5 kg. Fonte: Wang e colaboradores, 2021.

As aplicações potenciais podem incluir coletes à prova de bala ou facada, suporte médico configurável para idosos e exoesqueletos de proteção para esportes de alto impacto ou locais de trabalho como canteiros de obras.

O professor Wang Yifan disse que sua pesquisa tem um significado fundamental, bem como relevância industrial e que pode levar a uma nova tecnologia de plataforma com aplicações em sistemas médicos e robóticos que podem beneficiar a sociedade.

“Com um tecido de engenharia leve e ajustável – facilmente trocável de macio a rígido – podemos usá-lo para atender às necessidades dos pacientes e da população idosa, por exemplo, para criar exoesqueletos que podem ajudá-los a se levantar, carregar cargas e ajudá-los com suas tarefas diárias “, disse Wang, da Escola de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da NTU.

A equipe agora está procurando melhorar o desempenho do material e do tecido de sua cota de malha e explorar mais métodos de enrijecê-la, como por meio de magnetismo, eletricidade ou mesmo temperatura.

Fontes:

A chain mail fabric that can stiffen on demand. EurekAlert. 11 de agosto, 2021.

 Yifan Wang e colaboradores. Structured fabrics with tunable mechanical properties, Nature (2021).

Imagem de capa: Nature Video: https://www.youtube.com/watch?v=S2n9VJrra3g&ab_channel=naturevideo

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