Apertado ou esticado, este material sempre se expande

Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 04/05/2021

Auxtico

Uma equipe internacional de pesquisa descobriu um novo material bidimensional (2D) com propriedades sem precedentes: Independentemente de ser tensionado ou comprimido, ele sempre se expande.

Este comportamento – batizado de meio-auxtico – nunca havia sido observado antes, tendo-se mostrado muito promissor para o projeto de novas aplicaes, especialmente para a nanotecnologia dos sensores.

Pense, por exemplo, em um elstico: Se voc estic-lo, ele se tornar mais fino, um comportamento fsico que se aplica maioria dos materiais “comuns”.

Mas existem materiais com o comportamento oposto: Esses materiais, chamados auxticos (do grego antigo auxetos, que significa esticveis), encolhem quando so comprimidos, alm de se expandirem na direo perpendicular presso que sofrem.

Em termos mais tcnicos, os materiais auxticos so caracterizados por um coeficiente de Poisson negativo. Parece complicado, mas esse princpio das rolhas de garrafa, que tm um coeficiente de Poisson igual a zero – por isso que a rolha pode ser colocada na parte mais fina do gargalo da garrafa.

Devido s suas propriedades especiais, os materiais auxticos permitem funcionalidades e solues de projeto totalmente novas para uma variedade de produtos com propriedades funcionais ajustveis, incluindo aplicaes em tecnologia mdica e no desenvolvimento de equipamentos de proteo, como capacetes ou coletes de segurana.

Estique ou puxe, o material sempre se expande.
[Imagem: Fengxian Ma et al. – 10.1021/acs.nanolett.0c04154]

Meio-auxtico

Fengxian Ma e seus colegas da Universidade Tcnica de Dresden, na Alemanha, descobriram agora um fenmeno relacionado, mas at ento desconhecido.

Trabalhando com o borofeno, uma configurao atomicamente fina do elemento boro, a equipe descobriu uma forma desse material que se torna estvel com a adio de tomos de paldio, resultando na composio qumica PdB4.

A modelagem computacional mostra que este material se comporta como um material auxtico sob tenso mecnica (esticamento), mas tambm se expande sob compresso. Em outras palavras, independentemente se for esticado ou comprimido, o material sempre se expande.

“Alm de uma caracterizao minuciosa em termos de estabilidade, propriedades mecnicas e eletrnicas do material, identificamos a origem desse carter meio-auxtico e acreditamos que esse mecanismo pode ser usado como um conceito de design para novos materiais meio-auxticos,” disse o Prof. Thomas Heine, coordenador da equipe.

“Esses novos materiais podem levar a aplicaes inovadoras em nanotecnologia, por exemplo, em deteco ou magneto-ptica. totalmente concebvel tambm uma transferncia [desse comportamento] para materiais macroscpicos,” completou.

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