Flexoeletricidade gigante: saiba detalhes dessa tecnologia que poderá ser usada em robôs

Pesquisadores da Universidade de Houston, nos Estados Unidos, em conjunto com o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos EUA, apresentaram uma nova tecnologia com um nome tão grande quanto seu potencial para a ciência. Trata-se da Flexoeletricidade gigante em elastômeros macios. Essa tecnologia pode ser usada para melhorar a amplitude de movimento de um robô, o que pode tornar, por exemplo, um marcapasso com alimentação própria uma possibilidade real.

A tecnologia consiste na transformação de substâncias simples e até comuns, como borracha e silicone, em uma espécie de usina elétrica em microescala. A vantagem desses materiais está no fato de eles poderem mudar significativamente de tamanho e forma, além de “deformar” como um elástico ao receber um sinal elétrico.

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Existem materiais na natureza que podem realizar essa função, agindo como uma espécie de conversor de energia que se deforma quando um sinal elétrico é enviado. Além disso, eles também podem fornecer eletricidade quando são manipulados.

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Raro e tóxico

Essa capacidade é chamada de piezoeletricidade, que é bastante útil na criação, por exemplo, de sensores e eletrônicos a laser. Contudo, esses materiais são muito raros na natureza e consistem em estruturas cristalinas rígidas, que costumam ser bastante tóxicas, o que torna seu uso em humanos inviável.

Em contrapartida, os polímeros feitos pelo homem oferecem etapas para aumentar sua viabilidade, eliminando a escassez de material e criando polímeros macios que sejam capazes de dobrar e esticar. Essas estruturas são conhecidas como elastômeros macios, porém, anteriormente, esses materiais careciam de atributos piezoelétricos significativos. Porém, esse novo estudo da Universidade de Houston com a Força Aérea busca oferecer uma solução para esse impasse.

“Esta teoria cria uma conexão entre eletricidade e movimento mecânico em materiais como borracha macia”, disse Pradeep Sharma, que é professor do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Houston, ao Phys.org. “Embora alguns polímeros sejam fracamente piezoelétricos, não há borracha realmente macia como materiais piezoelétricos”, completou o acadêmico.

O que pode mudar o jogo

Esses elastômeros macios multifuncionais que têm capacidade aumentada é denominada como “flexoeletricidade gigante”. Ou seja, esses cientistas conseguiram demonstrar como aumentar o desempenho flexoelétrico em materiais macios. “Flexoeletricidade na maioria dos materiais de borracha macia é bastante fraca”, disse Kosar Mozaffari, estudante de graduação da Escola de Engenharia da Universidade de Houston.

“Mas reorganizando as cadeias em células unitárias em um nível molecular, nossa teoria mostra que os elastômeros macios podem atingir uma maior flexoeletricidade de quase 10 vezes a quantidade convencional”, contemporizou o futuro engenheiro.

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Os usos potenciais desses materiais são bastante profundos. Robôs semelhantes a humanos feitos com esses elastômeros macios seriam capazes de realizar um número maior de movimentos necessários para desempenhar tarefas físicas. Já os marcapassos, aparelhos implantados em corações humanos, que utilizam baterias de lítio, poderiam alimentar a si mesmos, já que o movimento natural gera energia elétrica.

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