Nanofibras superam coletes à prova de balas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/03/2015

O segredo da força desses cabos parece estar na eletricidade gerada entre as fibras quando elas são tensionadas e esticadas. [Imagem: Mahmoud Baniasadi et al. - 10.1021/am508812a]

Eletricidade estática

Explorando as propriedades eletromecânicas de nanofibras especiais, pesquisadores produziram um material que é mais forte do que os coletes à prova de balas, e ainda é totalmente elástico.

As nanofibras conseguem absorver até 98 joules por grama, em comparação com 80 joules por grama do conhecido Kevlar.

Ainda assim, elas podem ser esticadas até 7 vezes o seu comprimento.

As fibras foram inspiradas no colágeno encontrado no interior dos ossos, mas são produzidas a partir de dois polímeros, chamados PVDF (fluoreto de polivinilideno) e PVDF-TrFE (fluoreto de polivinilideno trifluoretileno).

As fibras produzidas pela mescla dos dois polímeros são trançadas para formar cabos mais resistentes, da mesma forma como são feitas as cordas tradicionais.

"Nós reproduzimos [o processo de formação dos colágenos] nas nanofibras manipulando a criação de cargas elétricas para gerar um material forte, flexível e leve," disse Majid Minary, da Universidade do Texas em Dallas, nos Estados Unidos.

Autorreforço

O segredo da força desses cabos parece estar na eletricidade gerada entre as fibras quando elas são tensionadas e esticadas, o que gera uma espécie de autorreforço, uma atração entre as fibras que é 10 vezes mais forte do que uma ligação de hidrogênio.

"Nós acreditamos que essa flexibilidade e resistência, modeladas com base nos ossos humanos, são geradas pela eletricidade que emerge quando as nanofibras são tecidas," acrescentou Minary. "Nosso experimento é uma prova de conceito de que nossas estruturas podem absorver mais energia antes de falhar do que os materiais usados em coletes à prova de balas."

Agora a equipe vai se dedicar a levar suas fibras para um tear a fim de produzir tecidos grandes que possam ser avaliados para aplicações práticas.
Bibliografia:

High-Performance Coils and Yarns of Polymeric Piezoelectric Nanofibers
Mahmoud Baniasadi, Jiacheng Huang, Zhe Xu, Salvador Moreno, Xi Yang, Jason Chang, Manuel Angel Quevedo-Lopez, Mohammad Naraghi, Majid Minary-Jolandan
Applied Materials & Interfaces
Vol.: 7 (9): 5358
DOI: 10.1021/am508812a

Motores de carros feitos de plástico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/04/2015

O próximo passo será construir um motor multicilindro, que já deverá ter também o virabrequim de plástico. [Imagem: Fraunhofer ICT]


Motor de plástico

Os plásticos estão chegando à única parte dos automóveis que parecia ser território exclusivo dos metais: os motores.

Engenheiros alemães e japoneses, trabalhando conjuntamente, construíram o primeiro bloco de motor de plástico reforçado com fibras.

Uma das formas mais simples de reduzir o consumo de combustível é reduzir o peso dos carros, mas a substituição dos metais por plásticos já chegou a um nível tal que a opção restante vinha sendo a substituição do aço por metais mais leves ou por fibras especiais - mas ambos são caros demais.

Bloco de cilindros

Um motor de plástico não era algo esperado para tão cedo, mas a equipe do Instituto Fraunhofer e da Sumitomo Bakelite apresentou um protótipo que comprova que esta é uma opção viável.

"Nós usamos um compósito reforçado com fibras para fabricar um bloco de cilindros para um motor experimental monocilíndrico," conta Lars-Fredrik Berg, gerente de desenvolvimento do projeto.

"O bloco de cilindro pesa cerca de 20% menos do que seu equivalente de alumínio e tem o mesmo custo," acrescentou, destacando os desafios do projeto, que envolveram fazer com que o plástico resista a temperaturas extremas, alta pressão e vibrações, sem deformar ou trincar.

Materiais com características assim são conhecidos há algum tempo, mas sua manufatura é complicada, exigindo a fabricação quase artesanal de cada peça, algo impensável para a indústria automobilística.

Híbrido metal-compósito

Para trazer o material para a linha de produção, a saída foi construir uma peça híbrida, não perdendo tempo com as partes mais delicadas. Isto inclui, por exemplo, a chamada camisa do pistão.


O mesmo instituto já havia produzido algumas peças de plástico para trens. [Imagem: Fraunhofer ICT]

"Primeiro nós analisamos o projeto do motor e identificamos as áreas sujeitas a maiores cargas térmicas e mecânicas. Nessas áreas nós usamos inserções de metal para reforçar sua resistência ao desgaste," conta Berg.

Os blocos de plástico estão sendo fabricados com plásticos termorrígidos granulados, acrescidos de fibra de vidro, em um processo de moldagem por injeção. O material compósito é fundido, e solidifica-se depois de ser injetado no molde sob pressão.

Menos ruído e menos calor

Os testes do protótipo do motor de plástico mostraram dois ganhos adicionais inesperados: ele emite menos ruído e irradia menos calor do que os motores inteiramente metálicos.

A equipe anunciou que já está trabalhando na construção de um motormulticilindro, que já deverá ter também o virabrequim de plástico.

Estas botas malucas fariam você se cansar menos ao caminhar

Stephen Thrift / Carnegie Mellon University


Walking Assisting Clutch: um par de exoesqueletos sem baterias e sem motor ajuda na caminhada

São Paulo -- Para quem anda muito, carrega cargas pesadas ou tem dificuldade ao caminhar, qualquer ajuda que alivie o esforço pode ser benvinda. Essa é a ideia por trás do exoesqueleto em forma de bota criado por Steve Collins e outros estudiosos da universidade americana Carnegie Mellon.

O dispositivo mecânico não tem bateria nem motor; só um sistema de molas e alavancas que ajudam a aliviar o esforço das pernas ao andar. Segundo Collins, o exoesqueleto reduz a energia necessária para a caminhada em 7%. É como se a pessoa tirasse das costas uma mochila de 9 quilos.

O sistema é bastante simples – quase um ovo de Colombo. Quando uma perna avança, em seu movimento natural de caminhar, uma mola na outra perna se estende, armazenando energia.

Quando chega o momento de mover essa outra perna, a mola colabora na extensão do pé, reduzindo o esforço feito pela panturrilha. O processo se repete a cada passo.

Collins vislumbra três tipos de aplicação para seu invento. Ele pode ajudar pessoas que andam muito, como carteiros. Pode aliviar o esforço dos que transportam cargas pesadas, como soldados. E pode ajudar pessoas com problemas físicos que têm dificuldade ao caminhar.

O projeto é descrito num artigo publicado nesta semana na revista Nature. No vídeo abaixo, Collins, que é professor de engenharia mecânica, fala (em inglês) sobre ele.

Ele diz que muita gente acreditava que não era possível reduzir o esforço de caminhar a menos que houvesse alguma fonte de energia (como baterias e motores) para impulsionar os movimentos.

Mas os pesquisadores descobriram que é possível poupar energia apenas melhorando a eficiência da caminhada com o sistema mecânico.

http://exame.abril.com.br/tecnologia/noticias/estas-botas-malucas-fariam-voce-se-cansar-menos-ao-caminhar

Que tal fazer exercícios na realidade virtual? Novo dispositivo permite exatamente isso

Já pensou em caminhar por um ambiente de realidade virtual? O que antes parecia distante agora pode ser real por meio de um dispositivo que permite explorar o inexplorável. O Stompz consiste em dois controles fixados sobre os pés com uma cinta conectados ao player de jogos, capacitando o usuário a jogar também com seus membros inferiores.

Projeto permite exploração de realidade vitual
Reprodução

Sensores e rastreadores de movimento do Stompz apresentam uma tecnologia que possibilita a captação de gestos em nove eixos, traduzindo pequenas movimentações em uma matriz de ações de um avatar específico, incluindo correr, saltar, girar e agachar. Os controles permitem aos jogadores explorar ambientes virtuais de uma forma segura e emocionante que, no limite, executam um treino de baixa intensidade.

O Stompz é compatível com qualquer dispositivo de capacetes que tenha uma entrada USB. O projeto busca financiamento coletivo no portal Kickstarter e pretende estar no mercado em novembro de 2015.

Fonte:http://pme.estadao.com.br/noticias/noticias,que-tal-fazer-exercicios-na-realidade-virtual-novo-dispositivo-permite-exatamente-isso,5629,0.htm