O risco de ferimentos em competições esportivas tem sido um dos principais assuntos discutidos recentemente no que tange o quão protegidos nossos astros estão. Recentemente, o jogador de futebol argentino Emanuel Ortega morreu de um ferimento na cabeça após ter tido um caso de amor com um muro de concreto.
Uma solução para o problema é um maior uso de equipamentos de proteção e melhorar os que já existem. O inquérito da Associação Australiana de Cricket a respeito da morte do jogador Phillip Hughes, que ocorreu dois dias depois de ter sido atingido no pescoço, área que seu capacete não protegia, pode tornar obrigatório o uso de equipamentos com novos designs.
Na Universidade Sheffield Hallam, temos desenvolvido materiais que fornecem melhor proteção contra impactos. Essas novidades têm a incomum e fascinante propriedade "auxética", que pode ser aplicada a capacetes, luvas, protetores e até tapetes e barreiras.
O Que São Materiais Auxéticos?
Posto de maneira simples, ao invés de ficar mais fino quando esticado (o que espera-se que aconteça), um material auxético se torna mais grosso. E quando comprimido, ele se torna mais fino.
De início, essa propriedade incrível pode parecer muito estranha, mas descobertas recentes indicam que ela é chave em um número crescente de materiais naturais. Exemplos disso são certos tipos de pele e outros biomateriais macios, além de silicatos inorgânicos, como quartzo e cristobalita. Auxéticos artificiais estão sendo criados no formato de favos, espumas, fibras, tecidos, compostos reforçados com fibra de carbono, polímeros microporosos, metais e cerâmicas.
A inspiração nas pesquisas atuais em materiais auxéticos para fazer equipamentos de proteção melhores vem da armadura natural suprema: ostras.
A camada interna da proteção utilizada pelas ostras - o nácar, ou madrepérola - é capaz de ser muito duro, forte e durável, que permitem que a ostra aguente a mordida de um predador ou um impacto forte contra a superfície da concha. Essa combinação excepcional de propriedades permite que a ostra evite danos catastróficos e mantenha sua concha inteira mesmo se a camada exterior, dura e quebradiça, rache. O nácar é um material conhecidamente auxético.
Reduzindo o Pico de Aceleração
E por que tazão a natureza evoluiu sistemas de proteção que funcionam assim? Nós especulamos que sejam várias as razões, todas relacionadas com o fato da propriedade auxética ser um jeito de atingir performances altamente eficientes em outras propriedades úteis.
Diferente dos materiais convencionais, que tomam a forma de uma "sela" quando entortados, um material auxético toma, naturalmente, uma forma de "domo", parecida com o formato de uma concha de ostra. Essa curvatura característica é ideal para equipamentos esportivos como capacetes e cotoveleiras, já que ele garante a proximidade máxima do material ao corpo, aumentando o conforto e a proteção.
Em termos de resposta a impactos, um material auxético tende a se contrair em espessura, criando uma área densa localizada que possui uma maior resistência ao impacto no lugar e momento necessários.
Materiais auxéticos também apresentaram maior resistência a rachaduras e absorção de energia. No caso do nácar, a mudança do volume do material consegue aumentar a dissipação de energia do impacto em incríveis 1100%
Outra função básica dos protetores esportivos é reduzir os picos de aceleração em momentos de impacto. Em nosso trabalho recém-publicado, verificamos que espumas auxéticas cobertas por uma camada rígida (a mesma estrutura das conchas) geram uma redução de aceleração até seis vezes maior nos impactos típicos de práticas esportivas. Acreditamos ser possível tornar essa redução ainda maior melhorando o processo de produção da espuma.
Conclusão, materiais auxéticos têm propriedades de controle de aceleração excelentes e muito potencial como absorventes de energia em tatamis e barreiras. Em capacetes e protetores rígidos, eles são um material leve, duro e forte. Em protetores flexíveis, a capacidade de se moldar a superfícies convexas, como várias partes do corpo humano. Tudo isso sugere que os auxéticos podem fornecer e manter produtos melhores e menos restritivos ao longo de toda uma sessão esportiva dinâmica.
Fonte: IFLScience
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