Novo material

Por Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA em 16 de setembro de 2019

Redondos, lisos e iridescentes, as pérolas estão entre as joias mais requintadas do mundo; agora, essas joias estão inspirando um projeto de pesquisa do Exército dos EUA para melhorar a blindagem militar.

By mimicking the outer coating of pearls (nacre, or as it's more commonly known, mother of pearl), researchers at University at BuffaloFounded in 1846, the State University of New York at Buffalo is the largest campus in the State University of New York system and New York's leading public center for graduate and professional education. It is a public research university with campuses in Buffalo and Amherst, New York, United States. It is commonly referred to as the University at Buffalo (UB) or SUNY Buffalo, and was formerly known as the University of Buffalo." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">A University at Buffalo, financiada pelo Army Research Office (ARO), criou um plástico leve 14 vezes mais forte e oito vezes mais leve (menos denso) que o aço e ideal para absorver o impacto de balas e outros projéteis.

O ARO é um elemento do Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA.

As últimas descobertas da pesquisa foram publicadas na revista ACS Applied Polymer Materials, e pesquisas anteriores foram publicadas no The Journal of Physical Chemistry Letters.

"O material é rígido, forte e resistente", disse o Dr. Shenqiang Ren, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial, membro do RENEW Institute da Universidade de Buffalo e principal autor do artigo. “Pode ser aplicável a coletes, capacetes e outros tipos de armadura corporal, bem como armadura de proteção para navios, helicópteros e outros veículos”.

A maior parte do material é uma versão aprimorada do polietileno (o plástico mais comum) chamado polietileno de peso molecular ultraalto, ou UHMWPE, que é usado para fabricar produtos como quadris artificiais e palhetas de guitarra.

Um novo plástico leve que é 14 vezes mais forte e oito vezes mais leve (menos denso) que o aço pode levar a uma blindagem militar de última geração. Crédito: Universidade de Buffalo

Ao projetar o UHMWPE, os pesquisadores estudaram a madrepérola, que os moluscos criam organizando uma forma de carbonato de cálcio em uma estrutura que se assemelha a tijolos interligados. Como a madrepérola, os pesquisadores projetaram o material para ter uma casca externa extremamente resistente com um suporte interno mais flexível, capaz de deformar e absorver projéteis.

"O trabalho do professor Ren projetando UHMWPE para melhorar drasticamente a resistência ao impacto pode levar a novas gerações de armaduras leves que fornecem proteção e mobilidade para soldados", disse o Dr. Evan Runnerstrom, gerente de programa, design de materiais, ARO. "Em contraste com a blindagem de aço ou cerâmica, o UHMWPE também pode ser mais fácil de fundir ou moldar em formas complexas, fornecendo proteção versátil para soldados, veículos e outros recursos do Exército."

"O material é rígido, forte e resistente. Pode ser aplicado em coletes, capacetes e outros tipos de coletes à prova de balas, bem como em armaduras de proteção para navios, helicópteros e outros veículos." — Dr. Shenqiang Ren

Isso é conhecido como armadura macia, na qual materiais macios, mas bem tecidos, criam o que é essencialmente uma rede muito forte capaz de parar as balas. KEVLAR é um exemplo bem conhecido.

O material desenvolvido pela equipe de pesquisa também possui alta condutividade térmica. Essa capacidade de dissipar rapidamente o calor ajuda a absorver a energia de balas e outros projéteis.

A equipe experimentou ainda mais o UHMWPE adicionando nanopartículas de sílica, descobrindo que pequenos pedaços do produto químico poderiam melhorar as propriedades do material e potencialmente criar uma armadura mais forte.

“Este trabalho demonstra que as abordagens corretas de design de materiais têm o potencial de causar grandes impactos nas tecnologias do Exército”, disse Runnerstrom.