Cientistas descobrem um potencial revolucionário para a engenharia: metais autoregenerantes

Os cientistas fizeram uma descoberta inovadora que desafia as teorias científicas fundamentais sobre a composição de certos materiais.

Pela primeira vez, investigadores dos Laboratórios Nacionais Sandia e da Universidade A&M do Texas observaram pedaços de metal a rachar e depois a fundir-se novamente sem qualquer intervenção humana, abrindo a porta a uma potencial revolução na engenharia.

Acredita-se que, se for aproveitado, este fenómeno recém-descoberto poderá levar a invenções e construções autoregenerantes, como motores, pontes e até aviões, que poderão reverter os danos causados pelo desgaste, tornando-os mais seguros e duradouros.

"Foi absolutamente espantoso ver isto em primeira mão", disse o cientista de materiais da Sandia, Brad Boyce, ao descrever as descobertas na revista Nature.

"O que confirmámos é que os metais têm a sua própria capacidade intrínseca e natural de se curarem a si próprios, pelo menos no caso de danos por fadiga à escala nanométrica", disse Boyce.

A ciência por detrás dos metais autoregenerantes

Os danos por fadiga, uma causa comum de avaria das máquinas, ocorrem quando se formam e espalham fissuras microscópicas devido a tensões ou movimentos repetidos. A equipa viu estas pequenas fraturas desaparecerem diante dos seus olhos, não deixando qualquer vestígio dos danos anteriores.

"Desde as juntas de solda dos nossos dispositivos eletrónicos aos motores dos nossos veículos, passando pelas pontes que atravessamos, estas estruturas falham frequentemente de forma imprevisível devido a cargas cíclicas que conduzem ao início de fissuras e à sua eventual fratura", acrescentou Boyce.

"Quando falham, temos de nos confrontar com custos de substituição, perda de tempo e, nalguns casos, até ferimentos ou perda de vidas. O impacto económico destas falhas é medido em centenas de milhares de milhões de dólares por ano nos EUA".

A descoberta desafia a teoria convencional dos materiais e teve origem numa teoria proposta por Michael Demkowicz, atualmente professor no Texas A&M. A sua teoria sugeria que, em condições específicas, os metais podiam soldar fissuras causadas pelo desgaste. Esta noção foi involuntariamente confirmada durante uma experiência no Centro de Nanotecnologias Integradas, uma instalação do Departamento de Energia operada conjuntamente pelos laboratórios nacionais Sandia e Los Alamos.

No entanto, o processo de autoregeneração, embora observado em metais nanocristalinos no vácuo, pode não ser aplicável a metais convencionais no ar. É necessária uma investigação mais aprofundada para determinar a generalidade e a praticabilidade deste fenómeno em ambientes de fabrico.

Ainda assim, como se encontra numa fase muito inicial de investigação, esta descoberta tem um enorme potencial. Apoiada por várias instituições, incluindo o Gabinete de Ciência do Departamento de Energia e a National Science Foundation, a descoberta pode representar um enorme salto em frente na vanguarda da ciência dos materiais, uma vez que desafia noções preconcebidas sobre o comportamento dos materiais.