Desenhos geométricos que datam de mil anos podem ajudar a criar materiais futuristas que podem um dia ser usados para construir novas tecnologias médicas e satélites avançados. Em uma apresentação no início desta semana na reunião da American Physical Society em março, um grupo de cientistas da McGill University revelou um novo tipo de material que se baseia na arte islâmica para se estender de novas maneiras.
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Para a maioria dos materiais, do algodão à borracha, puxá-los em uma direção faz com que eles se contraiam em outra, perdendo sua forma original. Isso porque esticar um material pode alterar sua subestrutura geométrica. Quando algo como um elástico é puxado, essa tensão estica a borracha, tornando-a mais fina no processo. Mas os pesquisadores da Universidade McGill, Ahmad Rafsanjani e Damiano Pasini, descobriram que, ao integrar certos padrões em um material, ele pode ficar mais largo em vez de mais fino quando é esticado em uma direção, informa Jonathan Webb para a BBC .
"Em materiais convencionais, quando você puxa em uma direção, ela se contrai em outras direções", disse Rafsanjani em uma apresentação. "Mas com materiais 'auxéticos', devido à sua arquitetura interna, quando você puxa em uma direção eles se expandem na direção lateral."
Materiais auxiliares são um exemplo de algo chamado “metamaterial” - materiais que são projetados de maneira a dar-lhes propriedades que não existem naturalmente na natureza. Nos últimos anos, os engenheiros exploraram a possibilidade de criar metamateriais com todos os tipos de propriedades estranhas, como “meta-pele” feita de camadas de silicone que podem tornar objetos invisíveis ao radar ou “capas de invisibilidade” que podem realmente curvar a radiação eletromagnética como a luz. Os metamateriais auxiliares têm a capacidade de se expandir em todas as direções quando esticados e se encaixam de volta em sua forma menor, relata Shannon Hall para o New Scientist .
Dois padrões encontrados nas torres de túmulos de Karraqan, com mil anos de idade, no Irã. (Ahmad Rafsanjani e Damiano Pasini / McGill University) Rafsanjani e Pasini estavam procurando por projetos geométricos que pudessem ajudar a criar metamateriais elásticos quando se deparassem com um conjunto de desenhos encontrados em um par de torres de mil anos de idade construídas por antigos túmulos iranianos.
"Quando você olha para motivos islâmicos, há uma enorme biblioteca de geometrias", disse Rafsanjani durante uma apresentação. "Nas paredes dessas duas torres, você pode encontrar cerca de 70 arquiteturas diferentes: mosaicos e padrões de arabescos."
Os dois pesquisadores descobriram que quando cortam dois desses desenhos geométricos em folhas de borracha usando um cortador a laser, as folhas podem se expandir quando são puxadas e encolher quando empurradas, semelhante a uma Esfera de Hoberman.
Embora os desenhos sejam bonitos por si mesmos, eles são únicos, pois podem conter os dois formulários sem ajuda. Outros metamateriais “bistabile” já foram descritos no passado, mas, como Webb relata, eles geralmente requerem dobras complexas, semelhantes a origamis, e muitos têm dificuldade em manter seu estado expandido. Rafsanjani diz que esses projetos podem ser incorporados em tudo, desde a concepção de novos stents para manter veias ou artérias abertas para novos tipos de satélites ou desdobramento de painéis solares.
"Esses projetos são mais fáceis de fabricar; tudo que você precisa é de um cortador a laser", disse Rafsanjani.
