Pesquisadores da Universidade de Buffalo (UB), nos EUA, criaram uma forma de imprimir um metamaterial ferroelétrico molecular usando uma impressora 3D. Este tipo de material poderia ser usado em várias aplicações, entre elas mantas acústicas para isolamento de som em aeronaves, amortecedores e revestimentos elásticos que protegem componentes eletrônicos sensíveis contra perturbação mecânica externa.
Um metamaterial é um material projetado para exibir uma propriedade que não ocorre naturalmente. Já a ferroeletricidade é relacionada a substâncias com uma estrutura cristalina que tem polarização elétrica espontânea, que pode ser revertida por um campo elétrico externo.
Nas últimas décadas, pesquisadores vêm tentando produzir materiais que combinem as duas propriedades. Embora tenham feito progresso, eles tinham dificuldade em criar materiais que tivessem ao mesmo tempo baixo custo e fossem facilmente adaptáveis a dispositivos eletrônicos e mecânicos.
Na pesquisa, liderada por Ren Shenquiang, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Buffalo, os cientistas usaram uma impressora 3D para imprimir uma matriz ferroelétrica cristalina feita de perclorato de imidazol.
Metamaterial impresso pela equipe da Universidade de Buffalo. Foto: UB/Divulgação
A técnica abre caminho para o uso de impressoras 3D na produção de metamateriais ferroelétricos moleculares. O design da matriz permite que desvios em relação ao design original sejam corrigidos enquanto o material está sendo impresso. Além disso, sua rigidez é programável, permitindo aos pesquisadores ajustar o material para filtrar frequências sonoras diferentes.
Segundo Mostafa Nouh, Ph.D., professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UB que liderou o aspecto de metamateriais da pesquisa, estes materiais podem oferecer uma plataforma única para conseguir controle sem precedentes sobre a propagação sonora e manipulação de ondas acústicas.
A pesquisa foi parcialmente patrocinada pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA. Segundo Evan Runnerstrom, gerente de programa no escritório, “isto abre o caminho para metamateriais ajustáveis para absorção de vibrações ou eletrônicos reconfiguráveis, que podem no futuro permitir que plataformas do exército se adaptem às mudanças ao seu redor”.
Fonte: Phys.org
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