A imagem, acima, de uma grade de metal na cabeça de um dente-de-leão, sem perturbar um único topete de penas, pode parecer com Photoshop. Mas isso não. É uma fotografia real de um dos desenvolvimentos mais interessantes da recente ciência dos materiais - um “microlattice” de metal que é 100 vezes mais leve que o isopor.
“É basicamente 99, 9 por cento do ar”, diz Sophia Yang, pesquisadora do HRL Laboratories, onde o microlattice foi inventado.
Para fazer o microlattice de metal, os cientistas começam com uma estrutura de polímero. Esta estrutura é criada pelo brilho da luz ultravioleta (UV) através de um filtro no polímero líquido. O processo forma uma estrutura 3D endurecida quase instantaneamente. Dependendo da composição química do polímero, a estrutura resultante pode ser macia ou rígida, leve ou pesada. Essas estruturas de microlattice têm uma variedade de usos em potencial - um microlattice de polímero macio pode ser útil para a criação de capacetes de bicicleta confortáveis, mas extremamente protetores, por exemplo.
"Parece quase como espuma de memória", diz Yang.
Para criar a estrutura metálica na figura do dente-de-leão, uma estrutura de polímero é revestida com uma camada extremamente fina de níquel - cerca de 100 nanômetros de espessura, ou 1.000 vezes mais fina que um fio de cabelo humano. Em seguida, um composto químico é usado para dissolver o polímero dentro do níquel. O resultado é uma série de tubos ocos.
A estrutura imita a composição dos ossos, que são rígidos por fora, mas principalmente ocos por dentro.
Pesquisadores da HRL têm trabalhado no microlattice desde 2007, quando o processo para criar o microlattice de polímero foi criado pela primeira vez. Yang e outros desde então têm trabalhado para ampliar o produto - a primeira peça de microlattice de polímero foi de cerca de 1 polegada por 1 polegada, enquanto as estruturas mais recentes foram tão longas quanto 5 pés - e desenvolver processos adicionais, como o metal-chapeamento .
Como a HRL é de propriedade conjunta da Boeing e da General Motors, os pesquisadores se concentraram em aplicações aeroespaciais e automotivas para microlattice. Um dos usos potenciais mais promissores poderia ser na aviação, diz Yang, onde várias partes da estrutura de um avião poderiam ser construídas a partir do microlattice de metal ultraleve. Pode ser qualquer parte do avião que “precise ser leve e suportar estruturalmente uma carga”, diz Yang.
Isso inclui o piso de um avião, o teto, as paredes da cozinha, as paredes dos banheiros e muito mais. Essas estruturas são tipicamente feitas de painéis tipo sanduíche de favo de mel, folhas sólidas de colunas hexagonais ocas de “sanduíche” semelhantes a favo de mel. Painéis de sanduíche de favo de mel são amplamente utilizados por sua força e natureza leve. Mas o microlattice de metal é muito mais leve. A substituição dos painéis sanduíche de favo de mel por microlattice poderia tornar os aviões significativamente mais leves, o que significa que eles precisariam de menos combustível. Isto tem grandes vantagens ambientais e econômicas. O mesmo princípio poderia ser aplicado aos carros e até às espaçonaves - a HRL foi recentemente escolhida para trabalhar com a NASA na próxima geração do veículo de lançamento espacial, fabricando painéis ultra-leves para a fuselagem do veículo. Os pesquisadores estimam que seus materiais poderiam reduzir o peso do veículo em até 40%.
"Materiais e estruturas leves e multifuncionais são uma das principais áreas de foco da NASA capazes de ter o maior impacto nas futuras missões da NASA em exploração humana e robótica", disse Steve Jurczyk, administrador da NASA Space Technology Mission Directorate, em um comunicado da NASA. "Essas tecnologias avançadas são necessárias para podermos lançar naves espaciais e componentes mais fortes, porém mais leves, enquanto procuramos explorar um asteroide e, eventualmente, Marte."
Muito mais adiante, microlattice de metal pode ter usos médicos. Os pequenos tubos têm potencial para ser usado como um pulmão artificial, diz Yang.
Respirando através do mesmo material usado para construir foguetes: agora que está vivendo no futuro.
