Os esqueletos leves e delicados de organismos como esponjas do mar têm uma resistência que excede em muito a resistência dos materiais artificiais que o homem constrói usando as mesmíssimas matérias-primas.
Há muito se suspeita que essa diferença tem a ver com a arquitetura hierárquica dos materiais biológicos - a forma como os esqueletos à base de sílica são construídos a partir de diferentes elementos estruturais, alguns dos quais são medidos na escala de bilionésimos de metro, ou nanômetros.
Com o avanço das técnicas de nanofabricação, está começando a ser possível colocar essa teoria à prova, imitando com precisão os diferentes elementos estruturais no interior de um único objeto.
Os resultados estão mostrando que a hipótese estrutural estava correta.
"Inspirados em parte pelos materiais biológicos duros, e em parte pelo trabalho anterior de Toby Schaedler na fabricação de microssuportes extremamente leves, nós projetamos arquiteturas com blocos básicos com menos de cinco micrômetros de comprimento, o que significa que eles não podem ser detectados pelo olho humano," disse Julia Greer, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos.
O trabalho do Dr. Schaedler, ao qual a pesquisadora se refere, foi aquele que resultou na criação do material mais leve do mundo.
Material sob demanda
Na escala nanométrica, os sólidos apresentam propriedades mecânicas que diferem substancialmente daquelas apresentadas pelos mesmos materiais em escalas maiores.
Por exemplo, o grupo de Greer já havia demonstrado que, em nanoescala, alguns metais são cerca de 50 vezes mais fortes do que o normal, e alguns materiais amorfos, normalmente quebradiços, tornam-se maleáveis.
A nova estrutura que o grupo acabou de construir é formada por suportes ocos cujas paredes têm uma espessura de apenas 75 nanômetros, mas, ainda assim, são extremamente fortes.
Com blocos básicos tão pequenos, só é possível notar a diferença quando se pega o material, que parece com um metal comum, mas surpreende pela leveza.
"Agora somos capazes de projetar exatamente a estrutura que queremos replicar e, em seguida, fabricá-la de quase qualquer classe de material que quisermos, por exemplo, metais, cerâmica ou semicondutores - tudo nas dimensões corretas," concluiu Greer.
