Pesquisadores usam imponderabilidade para projetar novos materiais

Imponderabilidade é a condição onde o corpo está em contínua queda livre. É o que muitos chamam de "ausência de gravidade", mas isso é errado.Não existe um ponto sequer no Universo que não haja força da gravidade. Ela existe, mesmo que seja muito pequena e é por isso que costuma-se chamar "imponderabilidade" ou "microgravidade".

Agora, cientistas estudam como usar a imponderabilidade para desenhar novos materiais, com propriedades totalmente novas.

O dr. Alain Karma não é sempre um sacana, como muitos pensam. Ele trabalha com matéria condensada e biofísica na Universidade Northeastern, em Boston, EUA. Seu foco atual é usar a imponderabilidade para pesquisar novos materiais e entender como algo se comporta em condições onde a força da gravidade é perto de zero.

Como falei, não existe nenhum ponto do Universo onde não tenha ação da gravidade. A Lua gira ao redor da Terra por causa da deformação espaço-tempo causada pela Terra e sua grande massa (ok, chamemos isso de gravidade). A Terra orbita ao redor do Sol por causa da gravidade. O Sol e os planetas giram ao redor da Via Láctea. A Via Láctea está girando e girando por todo o Universo. Tudo isso exerce força gravitacional, porque qualquer coisa que tenha massa deforma o espaço ao redor. Assim, se você olhar aquele cara cabeludo, sujo, porco, fedido e gordão do seu lado, você se sentirá atraído por ele… bem, gravitacionalmente, pelo menos. Nós só não percebemos isso no dia-a-dia porque a Gravidade é uma força muito, muito fraca. É preciso ter MUITA massa para ter seu efeito notado e nem é uma questão de tamanho. Uma anã branca tem uma densidade um milhão de vezes maior que a do nosso Sol, isto é, seu tamanho é estupidamente menor, concentrando grande quantidade de massa e, portanto, exercendo força gravitacional maior.

Se você não matou as aulas de Física do colégio, sabe que qualquer corpo pode ser lançado ao espaço mediante o que chamamos "velocidade de escape", isto é, a velocidade empregada para compensar a força gravitacional do planeta, a fim de poder sair do solo (sem ter ser atraído de volta, espatifando-se, é claro). Quando a velocidade radial está compensada pela força da gravidade, o corpo entra em órbita. Ele não fica "girando" e sim caindo. Sua queda se dá de forma que ele não chega ao chão, pois sua velocidade o afasta da curvatura do planeta. Entretanto, esta velocidade não vence a força que atrai de volta e, assim, o corpo entra em equilíbrio.

Enquanto o pessoal fica em casa, no ar-condicionado, acessando internet com Banda Larga, tendo uma TV de 60" ao fundo, reclamando que a NASA gasta milhões de dólares em projetos espaciais e não dão mandam alimento para as criancinhas na África, pesquisadores tentam criar novos, melhores e mais resistente materiais. Entre estes materiais, a pesquisa se direciona para a fabricação de novas ligas para projetos estruturais, já que um avião não pode ser feito com papel, barbante e cola. Se ainda usassem seda envernizada, por exemplo…

Desde motores até prédios, passando por carrocerias, asas de aviões, gasodutos etc. materiais resistentes estão todos os dias sendo testados, mas a promessa agora é usar os poderes invisíveis da imponderabilidade para conseguir isso.

O problema principal é que uma liga é obtida com seus materiais indo ao ponto de fusão para serem moldados para, depois, esfriarem e se cristalizarem. Segundo os pesquisadores, a transição de uma liga estrutural de líquido para sólido é morfologicamente muito instável, o que significa que a interface entre sólido e líquido evolui a partir de uma morfologia plana para uma estrutura celular não-plana, durante a solidificação, essencialmente, o mesmo é responsável pela instabilidade da forma de estrela ramificado flocos de neve. Bem, pelo menos, é o que o dr. Karma disse (estou realmente pensando se ele não é mesmo um sacana).

Vamos traduzir isso.

O problema dessa cristalização é que ela precisa ser… bem, precisa ser precisa, ou o material terá falhas nas forças internas. Estas forças irão deformar as microestruturas, criando tensões que poderão dar resistência ao material ou ferrá-lo de vez. O vidro temperado, por exemplo, é resistente porque durante a têmpera, aparecem forças internas em todas as direções, criando uma malha de tensões que dão resistência ao vidro. Se você dá uma pancada nas bordas, a tensão entre as forças fica desequilibrada e aquela porcaria estoura. Seria preciso uma porrada daquelas no meio para o vidro se quebrar (não acredite nos filmes).

A questão é que, sendo estes materiais produzidos aqui, a Terra, a força gravitacional do planeta influencia em como se dará essa solidificação do material fundido e pra lá de bem pago. Uma solidificação mal feita significa custos, aumentando o preço final do produto, além de perda de material. Sendo assim, nada mais natural que tentar fabricar estas ligas em um ambiente onde a força gravitacional está (quase) anulada, entrando em equilíbrio dinâmico (ou "flutuando", como alguns preferem dizer, ainda que erroneamente).

De acordo com o dr. Karma, em ambientes com gravidade fraca, não existe força de empuxo suficiente para misturar os constituintes atômicos na massa fundida pelo fluxo de fluido. Dessa forma, a solidificação cria sistemas mais organizados, sob a forma de estruturas que não poderiam ser observados na Terra. A pesquisa foi publicada no periódico Physical Review Letters.

A pesquisa espacial é mais do que tirar belas fotos de planetas, galáxias, aglomerados globulares etc. É um novo campo de pesquisa, um imenso laboratório onde podemos compreender como as estruturas se formam e como podemos usar novas técnicas para produzir materiais melhores. Mas ainda assim usarão a desculpa das criancinhas na África para empatar isso.

Não que cientistas deem ouvidos a revolucionários de sofá, é claro.


Fonte: Press Release da Northeastern University

2 comentários em “Pesquisadores usam imponderabilidade para projetar novos materiais

  1. Da pesquisa para a prática. Claro que ainda levará bastante tempo a produção, em escala militar, desses materiais, depois o mercado tomará o cuidado financeiro suficiente para escolher dois ou três materiais desses para uso comercial.
    Toda pesquisa, por mais esquisofrênica que seja, é absolutamente bem vinda.

Deixe um comentário, mas lembre-se que ele precisa ser aprovado para aparecer.

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair /  Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair /  Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair /  Alterar )

Conectando a %s