Um grupo de pesquisadores de Harvard conseguiu desenvolver um “líquido inteligente”. O metafluido desenvolvido pela equipe do Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) possui muitas surpresas, se comparados com os fluidos comuns de nosso dia a dia.
O metafluido desenvolvido pelos pesquisadores possui como principal novidade sua possibilidade de ser programado. Com essa programação do líquido inteligente, os pesquisadores podem alterar características como as propriedades ópticas, viscosidade e até mesmo fazer com que o fluido transite entre os estados newtoniano e não newtoniano.
Fluidos não newtonianos são aqueles que podem se comportar diferentes de fluidos às vezes, como aquelas piscinas de água e amido de milho em que as pessoas conseguem andar por cima aplicando uma força suficiente para que a superfície do fluido se comporte de maneira parecida com um sólido.
Metamateriais, por sua vez, são materiais cujas características não são determinadas exatamente por sua composição, como geralmente são os materiais. Na verdade, eles essas características são determinadas pela estrutura do material.
O estudo foi publicado no periódico Nature.
Programando um fluido
Com esferas de elastômero, os pesquisadores conseguiram desenvolver um fluido de estrutura única e que apresenta características altamente ajustáveis.
“Estamos apenas arranhando a superfície do que é possível com essa nova classe de fluido”, disse em um comunicado de imprensa Adel Djellouli, pesquisador associado em Ciência dos Materiais e Engenharia Mecânica da SEAS. “Com esta plataforma, você poderia fazer tantas coisas diferentes em tantos campos diferentes”.
Por exemplo, a descoberta poderia abrir campo para aparelhos ópticos com a passagem de luz ajustável, tornando-o mais claro ou mais opaco, amortecedores cuja atuação depende da intensidade do impacto, até equipamentos hidráulicos. Pela programabilidade, novos estudos futuros podem encontrar inúmeras aplicações para a descoberta.
“Ao contrário dos metamateriais sólidos, os metafluidos têm a capacidade única de fluir e se adaptar à forma de seu recipiente”, disse no comunicado a professora de mecânica aplicada Katia Bertoldi. “Nosso objetivo era criar um metafluido que não apenas possuísse esses atributos notáveis, mas também fornecesse uma plataforma para viscosidade, compressibilidade e propriedades ópticas programáveis.”
Com as cápsulas, que são extremamente deformáveis, os pesquisadores iniciaram os testes. Ao colocá-las cheias de ar em óleo de silício, as cápsulas alteravam entre uma forma esférica e uma forma semelhante a uma lente ao se alterar as pressão dentro do líquido.
Aplicações do “líquido inteligente”
Equipamentos hidráulicos trabalham com a presença de líquidos – geralmente óleo ou água. Conforme a pressão e a movimentação de um óleo por meio de mangueiras, por exemplo, uma escavadeira consegue aumentar ou diminuir a força e se movimentar para as diversas direções.
Entretanto, o nível de controle desses sistemas hidráulicos é um tanto limitado.
Em um dos experimentos, os pesquisadores inseriram o “líquido inteligente” em uma pinça robótica de funcionamento hidráulico. Com esse metafluido, eles conseguiram um ajuste de pressão suficiente para, por exemplo, o robô conseguir pegar uma peça forte e pesada e logo em seguida um frágil ovo sem necessidade de sensores para mediar a pressão. Isso pode tornar esses sistemas hidráulicos muito mais simples do ponto de vista eletrônico.
“Mostramos que podemos usar esse fluido para dotar a inteligência em um robô simples”, explica Djellouli
Além disso, a aplicabilidade do “líquido inteligente” pode se dar também em itens ópticos, como uma janela cuja opacidade se controla por meio da aplicação de pressão, já que a mudança nos formatos das esferas muda sua interação com a luz.
“O espaço de aplicação para esses metafluidos escaláveis e fáceis de produzir é enorme”, explica Bertoldi
Os pesquisadores pretender estudar, agora, as aplicações acústicas e termodinâmicas do metafluido e as características dele sobre essas novas interações.
