Pesquisadores de universidades da Escócia e da Itália desenvolveram um novo metamaterial impresso em 3D que pode ajustar suas propriedades protetoras com base no tipo e na gravidade do impacto. O materials apresenta uma estrutura de treliça giroide que gira quando comprimido, oferecendo aplicações potenciais em proteção contra colisões automotivas e aeroespaciais.
O metamaterial difere dos materiais de proteção convencionais, como espumas ou zonas de deformação, que fornecem níveis de resistência fixos. Em vez disso, a resposta do novo materials pode ser controlada mecanicamente ajustando o quanto ele pode torcer durante a compressão. Isto permite fornecer proteção rígida para impactos severos ou amortecimento mais suave para colisões mais leves.
Testes de laboratório mostraram a adaptabilidade do materials em três configurações. Quando impedido de torcer, absorveu energia máxima de 15,36 joules por grama. A torção livre reduziu a absorção de energia em aproximadamente 10%, enquanto a torção excessiva forçada diminuiu em 33%. O materials é fabricado em aço por meio de processos de fabricação aditiva.
O professor Shanmugam Kumar, da Escola de Engenharia James Watt da Universidade de Glasgow, que liderou a pesquisa, explicou as vantagens do materials. “Os materiais de proteção usados na maioria dos veículos hoje são estáticos, projetados para cenários de impacto específicos e incapazes de se adaptar a condições variadas”, disse Kumar. Ele observou que o materials não requer componentes eletrônicos ou hidráulicos complexos para se adaptar, contando, em vez disso, com o controle mecânico de rotação.
A pesquisa, publicada em Materiais Avançadosenvolveu colaboração com a Universidade Politécnica de Marche da Itália, a Universidade de L’Aquila e o Instituto Nacional de Física Nuclear. A equipe usou modelos computacionais e reconstruções micro-CT para contabilizar imperfeições de fabricação e prever o comportamento do materials sob diferentes condições.
Fonte: gla.ac.uk