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Nanotubos para a "cicatrização" de trincas de aviões.

Técnica inédita poderá, ao mesmo tempo, detectar trincas e rachaduras nos materiais usados em aviação e também repará-las facilmente. Será até mesmo possível efetuar a intervenção no próprio local, ao longo da utilização da aeronave. O material tornar-se-á, então, capaz de cicatrizar!

Varrer a superfície a ser examinada com dois finos eletrodos ligados a um aparelho elétrico. Parar quando um sinal sonoro indicar a presença de uma trinca, mesmo invisível a olho nu. Aplicar uma tensão elétrica alta em meio à duração indicada no manual. E eis aí a pequena fissura consertada!

Muito bom para ser verdade? Sim, por enquanto, mas o Professor Nikhil Koratkar, do Instituto Politécnico Rensselaer (EUA) informa que esse aparelho, capaz de detectar e consertar trincas em apenas um passo, ainda não existe, mas pode facilmente imaginá-lo. Ele e sua equipe quase conseguiram esse resultado usando um dispositivo experimental aplicável aos compósitos poliméricos amplamente utilizados em aviação. O teste foi realizado na resina epóxi, empregada principalmente na fabricação das asas.

Sobre estruturas metálicas ou em compósitos, a detecção das trincas, precursoras de rupturas, é uma dos grandes ocupações das equipes encarregadas da manutenção dos aviões. O método mais utilizado faz uso de ultra-som, a exemplo das ecografias. Contudo, a peça a ser analisada deve, antes, ser desmontada e instalada na máquina de controle.

Nikhil Koratkar propõe uma evolução radical. A primeira etapa consiste em incorporar ao próprio compósito uma grande quantidade de nanotubos de carbono, misturando-a muito bem. Nesse teste, os nanotubos representavam 1% da massa total. Os pesquisadores também incluíram na resina uma grade de condutores elétricos.


Reparação por eletrochoque

Repartidos uniformemente no material final, esses nanotubos geram uma certa condutividade elétrica. Aplicando-se duas pontas metálicas sobre dois pontos da grade de condutores pode-se medir entre eles, com o auxílio de ohmmímetro clássico, uma certa resistência elétrica.

Ela será a mesma em toda a parte... exceto onde houver uma trinca. Medida de um lado e de outro dessa pequena fissura, de fato, a resistência elétrica será mais elevada porque a corrente deverá fazer uma volta, logo, percorrer uma distância maior para ir de um eletrodo ao outro. Varrendo regularmente a superfície do material, detectar-se-ão, assim, as trincas.

Se a técnica se limitar à localização de defeitos, já será muito interessante, porque permitirá controlar uma peça mais facilmente do que com a ajuda de um instrumento de ultra-som. Segundo a equipe de Nikhil Koratkar, a análise poderá até ser efetuada sobre elementos não desmontados, ou seja, no decurso de sua utilização.

Mas há ainda algo melhor! Aplicando uma tensão elétrica suficientemente forte, porém de curta duração, de um lado e do outro da trinca, os pesquisadores conseguiram fundir localmente a mistura resina-nanotubos. Tornada líquida, ela se espalha no interior da fissura e acaba por preenchê-la, fazendo-a desaparecer. A ruptura é, assim, consertada!





O material - visto aqui ao microscópico eletrônico de varredura -, é formado por uma mistura de nanotubos de carbono e o material de estrutura, aqui, a resina epóxi.

Créditos: Nikhil Koratkar


Após a publicação dos resultados na revista Applied Physics Letters, os pesquisadores dedicam-se agora a otimizar o sistema, para realizar estruturas de tamanhos maiores e desenvolver um método simples para analisar computacionalmente as variações locais de resistência elétrica. Se tudo der certo, essa via original conduzirá a uma simplificação da manutenção aeronáutica. Peças críticas poderão ser controladas e facilmente consertadas.

Futura-Science, consultado em 22 de outubro, 2007 (Tradução - MIA).


Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, intitulado "In situ health monitoring and repair in composites using carbon nanotube additives", de autoria de W. Zhang, V. Sakalkar e N. Koratkar foi publicado na revista Applied Physics Letters, volume 91, 133102, em 2007.


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