Borracha do contra conduz mais quando é esticada

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/06/2019

Esquema da mistura de metal líquido e nanopartículas de ferro, que rendeu uma descoberta inusitada. [Imagem: Yun et al - 10.1038/s41467-019-09325-4]

Tensão e condutividade

Guolin Yun, da Universidade de Wollongong, na Austrália, desenvolveu um material que contesta os livros-texto sobre a relação entre tensão mecânica e condutividade elétrica.

Utilizando metal líquido e micropartículas metálicas como núcleo condutor de cargas elétricas, ele sintetizou um compósito que aumenta sua condutividade quanto maior a tensão aplicada sobre ele.

O material apresenta propriedades nunca antes observadas, segundo a equipe: Ele aumenta a condutividade elétrica quando é deformado, especialmente quando alongado.

Isso é o exato oposto do que ocorre normalmente. Tipicamente, quando um material compósito é esticado, sua capacidade de conduzir eletricidade diminui à medida que as partículas de enchimento condutoras se separam.

A novidade merece um nome pomposo: elastômero magnetorreológico com núcleo metálico.

Distração que valeu uma descoberta

Como acontece rotineiramente, a descoberta foi feita praticamente por acaso - por distração -, quando Yun deixou que o compósito no qual estava trabalhando ficasse curando no forno por mais tempo do que deveria.

Aperta ou estica, acende. Solta, apaga. [Imagem: UOW]

O material supercurado apresentou uma queda na resistência elétrica quando foi submetido a um campo magnético, mas a equipe precisou sintetizar dezenas de amostras para descobrir que a razão para o fenômeno inusitado era o tempo de cura prolongado de várias horas a mais do que o normal, já que o esquecimento havia passado despercebido a princípio.

"Nossos testes completos mostraram que a resistividade deste novo composto pode cair em sete ordens de magnitude quando esticado ou comprimido, mesmo que por uma pequena quantidade. O aumento na condutividade quando o material é deformado, ou um campo magnético é aplicado, são propriedades que acreditamos serem sem precedentes," disse o pesquisador Shi-Yang Tang, membro da equipe.

Aplicações

O novo material é promissor para a robótica mole e os equipamentos de vestir, que precisam ser dobrados, comprimidos, esticados ou torcidos, sem perder a condutividade elétrica. Mas tirar proveito total do aumento da condutividade com a distensão ou compressão vai demandar a criatividade dos engenheiros, já que não havia até agora um material que tornasse essa propriedade disponível.

Guolin Yun testou uma das possibilidades construindo um aquecedor portátil que esquenta quando é pressionado.

"O calor aumenta na área onde a pressão é aplicada e reduz quando ela é removida. Esse recurso pode ser usado para dispositivos de aquecimento flexíveis ou de vestir, como palmilhas aquecidas," disse ele.

Bibliografia:

Liquid metal-filled magnetorheological elastomer with positive piezoconductivity
Guolin Yun, Shi-Yang Tang, Shuaishuai Sun, Dan Yuan, Qianbin Zhao, Lei Deng, Sheng Yan, Haiping Du, Michael D. Dickey, Weihua Li
Nature Communications
Vol.: 10, Article number: 1300
DOI: 10.1038/s41467-019-09325-4