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#100 | 02 Maio 2008
   
 
     
 



Pedro Reis
“Devido a serem finos, dão origem a situações bem contra-intuitivas”

 

Que particularidades físicas específicas possuem os objectos finos?
A física de materiais, elasticidade em particular, é uma área com uma longa história e tradição. No entanto, o estudo de elasticidade de objectos finos (folhas ou filamentos, por exemplo) é um ramo relativamente recente que se tem desenvolvido significativamente nos últimos 10 anos. O facto de serem finos, complica extremamente a física e matemática envolvida.  
Tais objectos são interessantes uma vez que devido a serem finos, podem sofrer grandes deformações. Durante estas deformações, mesmo que as propriedades dos materiais se mantenham perfeitamente lineares (isto é sem deformação irreversível ou plástica), podem aparecer não-linearidades geométricas importantes de difícil trato matemático, dando origem a situações bem contra-intuitivas. A não ser para situações simples específicas, torna-se necessário recorrer a técnicas matemáticas avançadas, por exemplo de geometria diferencial.

Qual a inovação introduzida na forma como relacionou as 3 propriedades dos materiais adesivos?
Este projecto consistiu em estudar a forma triangular obtida quando pedaços de adesivos são fracturados e descolados de um substrato rígido.  
Apesar de ser um problema muito interessante do ponto de vista fundamental, chamou-nos também à atenção o facto de o encontrarmos regularmente na vida quotidiana: por exemplo descolando um pedaço de fita-cola ou mudando/rasgando papel de parede.
Através das nossas experiências e teoria conseguimos encontrar a relação entre o ângulo do pedaço triangular obtido com as três propriedades do material (e.g. fita cola): rigidez, energia de adesão e energia de fractura. Claro está que apesar de cada uma destas propriedades ter já sido muito bem estudada individualmente, a forma como relacionámos as três neste contexto é totalmente nova. Conhecer quais os ingredientes necessários para fazer um bolo é bem diferente de saber fazer um bolo!

Como pode ser aproveitado industrialmente este estudo?
Para além de nos ajudar a perceber o porquê de um fenómeno do dia-a-dia (a frustração de rasgar um pedaço de fita-cola) a técnica que desenvolvemos pode ser utilizada da seguinte forma. Medindo o angulo do triângulo do pedaço obtido, e sabendo duas das propriedades do adesivo, a nossa teoria permite medir a terceira. Por exemplo, se soubermos a rigidez e a energia de fractura, podemos deste modo medir a energia de adesão. Ou se soubermos a energia de adesão e a energia de fractura, podemos assim medir a rigidez. 
Saliento o facto de que os materiais aos quais esta teoria se aplica são finos, para os quais os métodos tradicionais da física dos materiais de medição das propriedades falham.  
Com o desenvolvimento de novas tecnologias como por exemplo,  “electrónica flexível” ("strechable electronics") esta técnica pode vir a ser cada vez mais utilizada; é aplicável a qualquer sistema que consista de uma camada adesiva colada a um substrato, cujas propriedades queiram ser medidas.
A nossa teoria aplica-se a materiais finos (como já disse),  elásticos e isotrópicos. Claro está que agora percebendo de onde vem a física, se poderão introduzir anisotropias para eliminar este efeito-triângulo.

Porque é importante a divulgação da investigação académica através de exemplos do quotidiano?
Como acima referi, este tipo de estudos (apesar de ter como motivação inicial a investigação fundamental) pode ter um impacto tecnológico importante.  
Mais ainda permite-nos perceber o porquê de fenómenos do dia-a-dia, da vida quotidiana e do mundo que nos rodeia.  
Outro objectivo extremamente importante de projectos como este é a divulgação científica, uma vez que o público em geral consegue estabelecer uma ligação com a sua vida quotidiana. Dá assim conta que ainda não temos explicação para muitos fenómenos que acontecem ao nosso redor e que podem fomentar novas ideias para investigação fundamental e aplicada. O entusiasmar e motivar jovens e estudantes para estudar as ciências fundamentais é uma das missões cruciais de qualquer cientista.  Espero que este estudo tenha uma componente importante neste sentido.

Biografia
Professor do Departamento de Matemática do MIT.
Publicou uma investigação sobre o efeito-triângulo nos materiais adesivos finos na «Nature Materials».

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