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| Estrutura interna do osso |
Introduzir
no aço uma nanoestrutura laminada, similar à encontrada nos ossos, torna o
metal muito mais resistente às rachaduras em micro e macro escalas que surgem a
partir do estresse repetitivo. O desenvolvimento, não apenas de novos tipos de
aço, mas também de outras ligas metálicas com essa estrutura, tem potencial
para melhorar a segurança de todas as estruturas metálicas - de máquinas e
veículos a edifícios - que devem suportar cargas cíclicas. A questão chave é
que o aço se torna suscetível a trincas e rachaduras quando é submetido
repetidamente a cargas - pense em uma ponte metálica, por onde passam veículos
e caminhões; após a passagem de cada veículo, o aço da ponte retorna ao estado
de “repouso”, sem carga. Isso resulta na chamada “fadiga” do material.
Motomichi
Koyama e seus colegas da Universidade Kyushu, no Japão, foram buscar inspiração
nos ossos, que também são submetidos a essa ciclagem constante, mas possuem uma
resistência superior à do aço devido à sua subestrutura hierárquica e laminada.
Para
começar a trabalhar, a equipe procurou por tipos de aço cujas estruturas já são
naturalmente comparáveis à do tecido ósseo. Eles identificaram dois: o aço
perlítico ferrita-cementita e o aço de plasticidade induzida de martensita-austenita.
Partindo da estrutura original, os pesquisadores fizeram melhorias adicionais
em ambos os tipos de aço, de modo que eles passassem a apresentar
características as mais próximas possíveis daquelas dos ossos, que tipicamente
resistem muito bem à propagação de rachaduras.
As
melhorias deram resultado, com os dois aços otimizados mostrando-se
significativamente mais resistentes à fadiga do que qualquer tipo de aço
industrial. A equipe submeteu seu aço nanolaminado a ciclos repetidos de
estresse, verificando que o desenvolvimento das fissuras microscópicas foi
adiado em 107 ciclos em relação aos dois tipos de aço originais.
A
equipe agora pretende otimizar ainda mais as melhorias, para que o aço se
torne resistente a amplitudes maiores de estresse. Em seu artigo, eles já
propõem vários mecanismos que pretendem testar para obter essa melhoria
adicional. Também será necessário estudar como passar o método usado em
laboratório para a escala industrial.
Nota:
Os pesquisadores merecem palmas por conseguir tornar o aço mais resistente. Mas
e o Criador dos ossos, dos quais os seres humanos copiaram a estrutura? Não
merece reconhecimento e palmas, também? Os ossos são muito mais leves e
resistentes à fadiga do que o aço e funcionam bem praticamente a vida toda.
Além disso, contam com sistema de autorreparo, quando quebram, e não são “tecnologia
de ponta”, pois já existem há mais de seis mil anos. Ossos podem ser
reajustados e crescem, quando necessário. Que tipo de aço, por mais avançado
que seja, faz tudo isso? O ser humano utilizou muito tempo, recursos e
inteligência para desenvolver o aço. E os ossos, surgiram do nada? Seriam fruto
de mutações casuais filtradas pela seleção natural? Repito: ainda bem que Deus
não cobra royalties de Suas criações,
senão estaríamos falidos. [MB]
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