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O que são Espumas Cerâmicas? E como isso pode começar a colonização de Marte?

por em 02/10/2019 em Notícias | Nenhum comentário

O que são Espumas Cerâmicas? E como isso pode começar a colonização de Marte?

OLHA O GAROTO DOS METAMATERIAIS AQUI DE NOVO! Sim eu mesmo, vim falar mais um pouco da relação entre novos materiais e o futuro da humanidade! (Profundo né?)

Laaaaá no meu primeiro texto aqui no Portal eu falei um pouquinho sobre os metamateriais, então eu sugiro que você dê uma relembrada lá se não pegar o conceito. No último eu escrevi sobre um tipo diferente de espumas, as metálicas. Nesse aqui eu vou falar sobre um outro tipo, as cerâmicas! E não, não é a espuma que sai da pedra-sabão ba-dum-tass!

Eu mencionei no texto anterior que um dos métodos de se fazer espumas era simplesmente soprar ar pra dentro de um recipiente e deixar a física fazer o resto. O problema é que com materiais cerâmicos essa técnica não consegue ser aplicada. Primeiro, porque cerâmicas possuem um ponto de fusão muito alto, é impraticável em termos econômicos fundir um alto volume de cerâmicos. Segundo, porque você ainda encontraria diversas dificuldades com a viscosidade desse fundido. Ou seja, não dá pra fazer. Mas a física tem das suas marotagens. Você não precisa fundir um material para transformar diversas partes em uma única homogênea. Você pode sinterizar!

Sinterização, em termos bem simples, é o efeito que acontece quando você aquece muito duas partículas do material e deixa elas próximas o suficiente. Mesmo sem passar para o estado liquido, elas se unem e formam uma única estrutura sólida e coerente. Sim, se você esquentar o suficiente e deixar elas juntinhas, elas vão se “colar”. Falando assim parece fácil né? Mas tem vários detalhes que precisam de um livro inteiro para descrever. Só com essa noção acho que já dá pra pegar o feeling da coisa.

Esse é um esquema basicão[1]

Bom, já sabemos que não precisa fundir, podemos trabalhar com partículas sólidas. Mas ainda precisamos esquentar elas bastante e deixar elas paradinhas para se colarem. Seria excelente se nós conseguíssemos deixar essas partículas apoiadas numa base enquanto isso acontece, né? Seria melhor ainda se conseguíssemos fazer essa base com uma geometria muito louca que deixasse MUITO espaço vazio dentro da peça e de quebra ainda produzisse umas propriedades físicas não encontradas na natureza. TA-DÁ. Foi aberto o caminho para os materiais NTR (negative Poisson’s ratio) e NTEC (negative termal expansion coeficient).

Como diria Bernhard Riemann, vamos por partes! Explicando MUITO, MAS MUITO, SUPERFICIALMENTE, o coeficiente de Poisson é relação entre a deformação transversal e a longitudinal de um material sólido e isotrópico. O que esse monte de palavras difíceis quer dizer? Que se você achatar um material ele tende a diminuir a altura, mas aumentar a largura. Isso acontece para todos os materiais que encontramos na natureza. Independente do grupo (cerâmico, metálico ou polimérico) todos os materiais naturais possuem Poisson positivo.

Quando você pensa em algo sendo achatado você sempre lembra dele aumentando pros lados né?

 E o que seria o coeficiente de expansão térmica? É outra relação de deformações. Lembra que, quando uma barra de ferro esquenta, ela dilata? Isso acontece porque o seu coeficiente de expansão térmica é positivo. Um coeficiente negativo aparece “naturalmente” em outros materiais (em especial poliméricos), mas não é tão comum em materiais de engenharia.

Dá pra ver que se o alfa for negativo a variação do comprimento vai ser negativa também. [2]

Beleza, já entendemos os conceitos. E agora? O que acontece com um material que encolhe quando aquecido e encolhe quando achatado? Ele vira um ULTRA MEGA BLASTER isolante térmico. Pensa num isolante térmico. Já pensou? Então ele é fichinha perto de um material desses. Não só isso, como ele ainda é uma excelente blindagem contra alguns tipos de radiação. Isso torna esse material uma excelente matéria prima para começarmos a levar vida pra Marte. Não entendeu como? Calma aew.

A existência de vida em Marte é difícil por vários motivos: baixas temperaturas e alta radiação na superfície são algumas das principais. E qual é a ideia? Tendo uma quantidade suficiente dessa espuma poderíamos recobrir uma área de água congelada em Marte. Como eu disse antes, esse material só blinda contra alguns tipos de radiação, o ideal é deixe entrar luz visível (que contém o calor), mas não deixe passar radiações nocivas para a forma de vida. Essa luz visível vai aquecer o gelo e, como esse material também é isolante, vai manter a temperatura interna bem maior do que a externa.

Pronto, criamos um ambiente onde já reduzimos significativamente as dificuldades para proliferação de algumas formas de vida aqui na terra, especialmente as fotossintéticas. Sim, com o avanço dessa linha de pesquisa, em relativamente pouco tempo poderíamos ter algumas algas sobrevivendo em Marte. NÃO É INCRÍVEL? Lógico que esse é um MEGA resumão, tem muitas outras dificuldades que pretendo abordar em outros textos. MAS QUE É MOTIVADOR ISSO É!

Ainda falta muito para plantar batatas com o Matt Damon, mas já é um começo

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