A queda livre da toranja a partir de 10 m não dano a polpa, Arapaimas peixe vivendo na Amazônia resistem ataque de conjuntos de dentes triangulares de piranhas, As conchas da criatura marinha abalone são duras e resistentes a fraturas, ……….
Nos casos acima, a natureza usa estruturas hierárquicas para fornecer proteção contra cargas extremas.
Inspirados por esses exemplos de criaturas vivas usando estruturas hierárquicas para proteção, os cientistas desenvolveram um novo 'material arquitetado' chamado Proteu (após o deus mítico que muda de forma) que tem propriedades semelhantes.
Proteus, o novo peso leve material (apenas 15% da densidade do aço) é altamente deformável e ultra-resistente a cargas pontuais dinâmicas, portanto é não cortável por uma rebarbadora e uma furadeira.
É uma espuma metálica feita de esferas cerâmicas de alumina envoltas em um alumínio celular. Essa nova estrutura metalo-cerâmica, hierárquica, é suscetível a vibrações internas sob cargas localizadas. Essas oscilações são projetadas para ocorrer quando uma ferramenta de corte rotativa encontra uma esfera de cerâmica em seu caminho. O contato com o segmento de cerâmica produz uma carga localizada na borda de um disco giratório, que leva a vibrações fora do plano de alta frequência.
Quando cortado com uma rebarbadora ou furadeira, a conexão vibracional entrelaçada criada pelas esferas de cerâmica dentro da caixa embota o disco de corte ou a broca. A cerâmica também se fragmenta em finos partículas, que preenchem a estrutura celular do material e endurecem à medida que a velocidade da ferramenta de corte aumenta.
Proteus parece ter aplicações industriais na fabricação de travas para bicicletas, armaduras leves e equipamentos de proteção para profissionais que trabalham com ferramentas de corte.
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Fonte:
Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. et al. Material não cortável criado por meio de efeitos de ressonância local e taxa de deformação. Publicado: 20 de julho de 2020. Scientific Reports 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
