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O que é material autocurativo

Esses elementos têm sido pesquisados há quase uma década, com o objetivo de reduzir riscos e custos de rachaduras e danos em uma ampla gama de aplicações.

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O que é material autocurativoMateriais autocurativos são uma classe de materiais inteligentes que têm a capacidade estruturalmente incorporada para reparar danos causados pelo uso mecânico ao longo do tempo. A inspiração vem de sistemas biológicos, que têm a capacidade de se autocurar depois de feridos. O melhor exemplo é a pele humana, que se regenera tempos depois de um machucado.

Iniciar fissuras e outros tipos de danos em um nível microscópico altera as propriedades térmicas, elétricas e acústicas, e, eventualmente, leva a uma falha de escala total do material.

Materiais que podem reparar-se por si próprios ainda são uma realidade distante quando se fala de aplicações práticas, mas seus usos seriam incríveis em áreas como construção civil, eletrônica, aviação e engenharia naval.
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Esses elementos têm sido pesquisados há quase uma década, com o objetivo de reduzir riscos e custos de rachaduras e danos em uma ampla gama de aplicações.

Diferentes abordagens têm sido tomadas como medidas para a criação de tais materiais, dependendo do tipo de material que necessita de ser reparado: metais, plásticos, ou compósitos de carbono.

Graças à nanotecnologia, essa visão que antes parecia coisa do futuro está chegando mais perto da realidade. Estes métodos incluem a criação de materiais com microcápsulas, ou nanocontêiners, que contêm um agente de cura incorporado dentro deles, que são quebrados e abertos quando o material é danificado, liberando o fluido de auto-reparação que endurece e preenche a rachadura.

O que é material autocurativo?Borracha autocurativa

Normalmente, as rachaduras são remendadas pela mão, o que é difícil porque as fendas são, muitas vezes, difíceis de detectar. Um material (polímeros, cerâmicas, etc) que possa intrinsecamente corrigir os danos causados por utilização normal diminui os custos de produção de um número de diferentes processos industriais através de um tempo de vida útil mais longo e a redução da ineficiência ao longo do tempo causada pela degradação, bem como evitar custos por falha do material.

Para um material ser definido dessa forma, é necessário que o processo de cura ocorra sem intervenção humana. Alguns exemplos incluem polímeros de cura que não são polímeros "self-healing".

De uma perspectiva molecular, polímeros tradicionais produzem estresse mecânico por meio de clivagem de ligações sigma.

Enquanto novos polímeros podem se transformar de outras maneiras, polímeros tradicionais normalmente produzem estresse mecânico através de clivagem de ligação homolítica ou heterolítica. Os fatores que determinam como um polímero irá se modificar incluem tipo de stress, propriedades químicas inerentes ao polímero, nível e tipo de solvatação e temperatura.

Plástico autocurativo

De uma perspectiva macromolecular, danos de tensão induzida no nível molecular levam a danos em uma escala maior, chamados microfissuras. Um microfissura é formada após as cadeias de polímero vizinhos terem sido danificadas em estreita proximidade, conduzindo finalmente para o enfraquecimento da fibra como um todo.

Assista ao vídeo feito pela NASA sobre materiais que se auto-reparam (em inglês):

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