⚡ Materiais que rastejam e cavam sozinhos

Os materiais que usamos no dia a dia, como aço ou borracha, são passivos: reagem apenas sob efeito de uma força externa. Mas existe uma classe diferente, chamada "matéria ativa", que extrai sua própria energia para se mover, deformar ou responder a pressões.

Encontramo-los na natureza, por exemplo os cardumes de peixes que ondulam coordenando seus movimentos, ou as células vivas que se reorganizam sem um maestro.


Em seu laboratório, pesquisadores das universidades de Amsterdã, Nova Gales do Sul e Cambridge fabricaram materiais ativos a partir de hastes, elásticos e pequenos motores. Esses sistemas apresentam propriedades incomuns. Por exemplo, uma corrente de hastes conectadas por motores, em vez de se dobrar uma única vez sob pressão, começa a oscilar continuamente. Segundo os cientistas, esse movimento repetido se assemelha a uma forma de deslocamento como a de répteis, uma caminhada ou até mesmo uma escavação.

Outro resultado surpreendeu ainda mais a equipe. Ao construir uma rede bidimensional com os mesmos blocos, eles observaram que tornar cada elemento mais ativo podia tornar o conjunto menos ativo. É o inverso do que enuncia o princípio de Le Chatelier, que afirma que o comportamento em pequena escala se reflete em grande escala. Os pesquisadores explicam esse paradoxo por um fenômeno de percolação: se os componentes são muito densos, bloqueiam a propagação da elasticidade.


Os detalhes desses trabalhos foram publicados em duas revistas. O primeiro estudo, publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences, mostra como as correntes ativas podem se deslocar. O segundo, aceito em Physical Review X, detalha a ruptura do princípio de Le Chatelier. Os pesquisadores consideram que essas descobertas podem ajudar a conceber materiais autônomos, especialmente na robótica suave, onde robôs flexíveis atuariam sem um sistema de controle centralizado.

Enquanto isso, esses materiais "bizarros" nos lembram que mesmo as leis mais sólidas da física podem ser contornadas quando se adiciona um pouco de energia interna.