Novos materiais podem em breve possibilitar que componentes eletrônicos danificados, como nas naves espaciais, se consertem. Os materiais desenvolvidos recentemente por cientistas podem reparar seus próprios danos mecânicos com as cargas elétricas geradas pelo impacto mecânico sobre eles.
Dispositivos que usamos diariamente quebram devido a danos mecânicos, forçando-nos a consertá-los ou substituí-los. Isso diminui a vida útil do equipamento e aumenta os custos de manutenção. Em muitos casos, como nas naves espaciais, a intervenção humana para restauração não é possível.
Tendo essas necessidades em mente, pesquisadores do Instituto Indiano de Educação e Pesquisa em Ciências (IISER) Kolkata, em parceria com o IIT Kharagpur, desenvolveram cristais moleculares piezoelétricos que se reparam de danos mecânicos sem a necessidade de qualquer intervenção externa. Cristais piezoelétricos são uma classe de materiais que geram eletricidade quando sofrem um impacto mecânico.
As moléculas piezoelétricas desenvolvidas pelos cientistas, chamadas de cristais orgânicos de bipirazol, se recombinam após uma fratura mecânica sem qualquer intervenção externa, autocura-se em milissegundos de forma autônoma com precisão cristalográfica.
Nestes sólidos moleculares, devido à propriedade única de gerar cargas elétricas no impacto mecânico, as peças quebradas adquirem cargas elétricas na junção da fissura, levando à atração pelas peças danificadas e ao reparo autônomo preciso. Esta pesquisa apoiada pelo Departamento de Ciência e Equipar, GoI via Swarnajayanti Fellowship para CM Reddy e bolsas de pesquisa do Science and Engineering Research Board (SERB) foi publicado na revista 'Ciência' recentemente.
Esta metodologia foi inicialmente desenvolvida pela equipe IISER Kolkata liderada pelo Prof. C Malla Reddy, um recebedor da bolsa Swarnajayanti (2015) concedida pelo Departamento de Ciência e Tecnologia, GoI. O Prof. Nirmalya Ghosh de IISER Kolkata, laureado da Sociedade de Engenheiros de Instrumentação Foto-Óptica (SPIE) Prêmio GG Stokes em Polarização Óptica 2021, usou um sistema microscópico de polarização de última geração projetado para sondar e quantificar o perfeição dos cristais orgânicos piezoelétricos. Esses materiais com perfeito arranjo interno de moléculas ou íons são chamados de 'cristais', que são abundantes na natureza.
A equipe do IIT Kharagpur, o Prof. Bhanu Bhusan Khatua e a Dra. Sumanta Karan estudaram o desempenho dos novos materiais para a fabricação de dispositivos mecânicos de coleta de energia. O material pode encontrar aplicação em micro-chips de ponta, mecânica de alta precisão sensor, atuadores, micro-robótica e assim por diante. Pesquisas adicionais sobre esses materiais podem levar ao desenvolvimento de dispositivos inteligentes que reparam rachaduras ou arranhões por conta própria.
