Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Massachusetts Amherst anunciou recentemente no Proceedings of the National Academy of Sciences que havia projetado uma nova substância sãolida semelhante a  borracha que tem qualidades surpreendentes. Ele pode absorver e liberar grandes quantidades de energia. E éprograma¡vel. Juntos, esse novo material éuma grande promessa para uma ampla gama de aplicações, desde permitir que os robôs tenham mais potaªncia sem usar energia adicional, aténovos capacetes e materiais de proteção que podem dissipar energia muito mais rapidamente.

"Imagine um ela¡stico", diz Alfred Crosby, professor de ciência e engenharia de polímeros da UMass Amherst e autor saªnior do artigo. "Vocaª o puxa para trás e, quando o solta, ele voa pela sala. Agora imagine um super ela¡stico. Quando vocêo estica além de um certo ponto, vocêativa energia extra armazenada no material. Quando vocêsolta esse ela¡stico va¡, ele voa por uma milha."

Essa hipotanãtica faixa de borracha éfeita de um novo metamaterial osuma substância projetada para ter uma propriedade não encontrada em materiais naturais osque combina uma substância ela¡stica semelhante a  borracha com minaºsculos a­ma£s embutidos nela. Este novo material "elasto-magnanãtico" aproveita uma propriedade física conhecida como mudança de fase para amplificar bastante a quantidade de energia que o material pode liberar ou absorver.

Uma mudança de fase ocorre quando um material se move de um estado para outro: pense na águase transformando em vapor ou concreto la­quido endurecendo em uma cala§ada. Sempre que um material muda de fase, a energia éliberada ou absorvida. E asmudanças de fase não se limitam apenas amudanças entre os estados la­quido, sãolido e gasoso osuma mudança pode ocorrer de uma fase sãolida para outra. Uma mudança de fase que libera energia pode ser aproveitada como fonte de energia, mas obter energia suficiente sempre foi a parte difa­cil.

“Para amplificar a liberação ou absorção de energia , vocêprecisa projetar uma nova estrutura nonívelmolecular ou mesmo ata´mico ”, diz Crosby. No entanto, isso édesafiador e ainda mais difa­cil de fazer de maneira previsível. Mas ao usar metamateriais, Crosby diz que “superamos esses desafios e não apenas criamos novos materiais, mas também desenvolvemos os algoritmos de design que permitem que esses materiais sejam programados com respostas especa­ficas, tornando-os previsa­veis”.

A equipe foi inspirada por algumas das respostas rápidas vistas na natureza: o fechamento das armadilhas de Vaªnus e formigas de manda­bula. "Levamos isso para o pra³ximo na­vel", diz Xudong Liang, principal autor do artigo, atualmente professor do Harbin Institute of Technology, Shenzhen (HITSZ) na China, que completou esta pesquisa enquanto pa³s-doutorado na UMass Amherst. "Ao incorporar minaºsculos a­ma£s no material ela¡stico, podemos controlar as transições de fase desse metamaterial. E como a mudança de fase éprevisível e repeta­vel, podemos projetar o metamaterial para fazer exatamente o que queremos: absorver a energia de um grande impacto, ou liberando grandes quantidades de energia para movimentos explosivos."

Esta pesquisa, que foi apoiada pelo Laborata³rio de Pesquisa do Exanãrcito dos EUA e pelo Escrita³rio de Pesquisa do Exanãrcito dos EUA, bem como pelo Instituto de Tecnologia Harbin, Shenzhen (HITSZ), tem aplicações em qualquer cena¡rio em que sejam necessa¡rios impactos de alta força ou respostas rápidas.