Metafluidos: tínhamos ouvido falar deles, mas ninguém ainda tinha conseguido torná-los verdadeiramente programáveis e adaptáveis como os seus "primos" sólidos, os metamateriais. Pelo menos até hoje. Uma equipe da Harvard SEAS desenvolveu o primeiro metafluido capaz de alterar suas principais propriedades físicas sob comando, abrindo caminho para inúmeras aplicações revolucionárias em campos como robótica e óptica.
Um líquido com “superpoderes”
Pesquisadores liderados por Adel Djellouli e Kátia Bertoldi criou este metafluido inovador suspendendo centenas de milhares de minúsculas cápsulas elastoméricas, cheias de ar, dentro de óleo de silicone. Quando a pressão no líquido aumenta, essas esferas, variando em tamanho de 50 a 500 mícrons, colapsam sobre si mesmas, assumindo o formato de meia lente. Ao remover a pressão, as cápsulas retornam à sua forma esférica original.
É precisamente esta transição que confere ao líquido propriedades surpreendentes. Variando o número, espessura e tamanho das cápsulas, parâmetros como viscosidade, compressibilidade e até opacidade do fluido podem ser “ajustados”. Uma verdadeira “chave” para transformar o metafluido conforme desejado.
Metafluido programável: robótica líquida inteligente e sem sensor
Para demonstrar o potencial do seu metafluido programável, os investigadores testaram-no numa pinça robótica hidráulica, fazendo-o agarrar objetos muito diferentes em forma e resistência: uma garrafa de vidro, um ovo e um mirtilo. Normalmente, para adaptar a empunhadura a objetos tão diferentes sem quebrá-los, um sistema hidráulico exigiria sensores ou controles externos.
Com este líquido “inteligente”, nada disto é necessário. O próprio líquido responde de forma autônoma às diferentes pressões, variando sua complacência para regular a força de preensão com base no objeto. Um primeiro passo para robôs mais versáteis e adaptáveis, sem necessidade de programação adicional.
Transparência sob comando e outras maravilhas
As surpresas não param por aí. A equipe de Harvard descobriu que o metafluido também altera suas propriedades ópticas em resposta à pressão. Quando as cápsulas são esféricas, dispersam a luz, tornando o líquido opaco, tal como as bolhas de ar na água com gás. Mas se forem comprimidas, agem como microlentes, focando a luz e tornando o fluido transparente.
Não só isso: em repouso o metafluido se comporta como um fluido newtoniano, com viscosidade influenciada apenas pela temperatura. Porém, quando as esferas entram em colapso, ela se torna não newtoniana: quanto mais está sujeita a forças de “cisalhamento”, mais desliza. É o primeiro metafluido capaz de passar de um estado para outro.
Metafluido, um futuro cheio de promessas
Estamos apenas no início de uma jornada fascinante. Após esta pesquisa (que eu link para você aqui) a equipe de Harvard já está explorando outras propriedades de seu metafluido, como acústicas e termodinâmicas. E as aplicações potenciais são vastas: desde actuadores hidráulicos a robôs programáveis, desde amortecedores inteligentes capazes de dissipar energia em função da intensidade do impacto, até dispositivos ópticos com transparência variável.
Um material fluido que combina as vantagens dos metamateriais com a capacidade de adaptação ao formato do recipiente. Uma revolução tornada possível por uma abordagem tão simples quanto engenhosa: suspender uma miríade de cápsulas “acordeão” num líquido.
A chave para dar vida a um fluido com superpoderes, pronto para transformar o mundo da robótica, da ótica e muito mais.
