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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.

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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.

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“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.

Alterações na passagem de luz através do “líquido inteligente”. Imagem: Adel Djellouli/Harvard SEAS.

“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.

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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.