Entenda como o material mais resistente do mundo evita rachaduras

Cientistas das universidades de Michigan (EUA), Macquarie (Austrália), Bourgogne Franche Comté (França) e Erlangen-Nürnberg (Alemanha) descobriram o motivo de o nácar ser o material mais resistente do mundo. Também conhecido como madrepérola, este é o material de brilho arco-íris que reveste o interior de mexilhões e outros moluscos. Pesquisadores estudam o objeto há cerca de 80 anos.

Segundo Robert Hovden, professor assistente de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Michigan, caso os seres humanos consigam reproduzir itens com o mesmo nível de resistência do nácar, certamente estaríamos presenciando o nascimento de uma nova geração de materiais sintéticos ultrafortes para estruturas de construção, operações cirúrgicas e muitas outras utilidades.

“Nós, humanos, podemos fabricar materiais mais duros usando ambientes não naturais, como calor e pressão extremos. Mas não podemos replicar o tipo de nanoengenharia que os moluscos alcançaram. A combinação das duas abordagens pode levar a uma nova geração espetacular de materiais e este documento é um passo nessa direção”.

Antes desta descoberta, o que se sabia até o momento é que o nácar é feito de “tijolos microscópicos” de um mineral chamado aragonita. Esses tijolos, na realidade, são comprimidos com inúmeros lados que possuem centenas de nanômetros de tamanho. Eles são separados com uma “parede” feita de material orgânico. Quando algum tipo de pressão é aplicado, esta parede protege os comprimidos, criando-se uma superfície sólida.

Resultados da pesquisa

Para realizar o estudo, foram utilizados microindutores piezoelétricos para exercer força sobre as conchas de Pinna nobillis, popularmente conhecido como mexilhão. Ainda foi constatado que, após a pressão ser removida, o nácar não sofreu danos em testes nos quais aplicados até 80% de sua força de escoamento (limite de força que determinado objeto suporta).

Quando algum tipo de fissura se forma, o nácar irá limitar esse desgaste, fazendo com apenas a primeira camada seja atingida sem a ruptura se alastrar e por conseqüência, mantendo a estrutura praticamente intacta. Caso o mesmo teste seja aplicado em algo plástico, por exemplo, independente da pressão exercida, é certo que este objeto irá sofrer danos, cada vez que fosse submetido a uma nova experiência. O artigo está disponível, em inglês, no site Nature Communications.