Pesquisadores da Universidade de Rochester se inspiram na natureza ao “minerar” características de aranhas e formigas para criar uma estrutura metálica tão repelente à água que literalmente se recusa a afundar.
O material não afundável possui características como permanecer à tona, independentemente do seu tempo na água, seja danificado ou perfurado.
Isso poderia levar a um navio inafundável?
Uma embarcação invencível é o primeiro pensamento que vem à mente, mas é claro que existem muitas aplicações possíveis. Um colete salva-vidas vestível que ainda flutua, mesmo depois de ser perfurado? Dispositivos de monitoramento eletrônico que podem sobreviver por muito tempo no oceano?
A descoberta é resultado do trabalho de uma equipe da Universidade de Rochester e Chun Lei Guo, professor do Instituto de Óptica, Mecânica Fina e Física de Changchun, na China. O laboratório ele descreveu a pesquisa na revista científica ACS Applied Materials and Interfaces.
O projeto foi apoiado por financiamento do Fundação Bill e Melinda Gates, o Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA e a National Science Foundation.
Filha de um laser
A instalação utiliza uma técnica revolucionária desenvolvida pelo laboratório para “gravar” superfícies metálicas com um laser de femtosegundo. Ao gravar padrões intrincados em micro e nanoescala, é possível reter o ar e tornar as superfícies superhidrofóbicas ou repelentes à água.
Inspiração natural
A característica conferida ao “metal inafundável” já está presente na natureza: algumas espécies de aranhas e formigas podem sobreviver por longos períodos sob ou na superfície da água, prendendo o ar em uma área fechada. As aranhas aquáticas Argyroneta, por exemplo, criam uma teia subaquática em forma de cúpula, o chamado sino de mergulho, que enchem com ar transportado da superfície entre suas pernas superhidrofóbicas e abdominais. Da mesma forma, as formigas de fogo podem formar uma jangada prendendo o ar entre seus corpos superhidrofóbicos.
O problema e a solução
“Esta foi uma inspiração muito interessante”ele diz Guo. Como observam os pesquisadores no documento: “O principal insight é que superfícies facetadas superhidrofóbicas (SH) podem reter um grande volume de ar, o que aponta para a possibilidade de usar superfícies SH para criar dispositivos flutuantes.”
O laboratório de Guo criou uma estrutura na qual as superfícies tratadas em duas placas paralelas de alumínio ficam voltadas para dentro, e não para fora, portanto fechadas e livres de desgaste externo e abrasão. As superfícies são separadas pela distância certa para reter e reter ar suficiente para manter a estrutura flutuante, criando essencialmente um compartimento à prova d'água.
Mesmo depois de ficarem submersas por dois meses, as estruturas saltaram imediatamente para a superfície após a liberação da carga. As estruturas também mantiveram essa capacidade mesmo após serem perfuradas diversas vezes, pois o ar permanece preso nas demais partes do compartimento ou em estruturas adjacentes.
Embora a equipe tenha utilizado alumínio neste projeto, o “processo de gravação” poderia tornar qualquer material ou metal inafundável”, diz Guo.
Os primeiros experimentos de gravação demoraram algum tempo: para uma área de 2,5 centímetros quadrados demorou uma hora.
