Investigadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, apresentaram um material compósito capaz de se regenerar após danos repetidos, mantendo praticamente toda a resistência original. O desenvolvimento dirige-se a aplicações que exigem elevada relação resistência/peso, como asas de aviões, pás de turbinas eólicas, automóveis e espaçonaves.
Estrutura reforçada com agente de cura e camadas aquecedoras
O novo produto pertence à família dos polímeros reforçados com fibra (PRF). Tal como nos compósitos convencionais, o núcleo é formado por camadas de fibra de vidro ou de carbono unidas por uma matriz epóxi. A inovação inclui dois componentes adicionais:
1. Agente de cura termoplástico impresso em 3D
Durante a fabricação, os cientistas depositam um padrão polimérico sobre o reforço de fibra, formando uma camada intermédia capaz de aumentar de duas a quatro vezes a resistência à delaminação.
2. Folhas de aquecimento à base de carbono
Películas finas de carbono são embutidas no laminado. Quando uma corrente elétrica percorre essas folhas, o calor gerado derrete o agente termoplástico, que escorre para fissuras e microfraturas, selando as interfaces separadas.
Esse processo pode ser acionado de forma controlada sempre que surgem danos. O resultado é um ciclo de autorreparação que restaura quase integralmente a robustez do componente, mesmo após sucessivos episódios de fratura.
Testes indicam durabilidade centenária
Para avaliar o desempenho, a equipa submeteu provetes do compósito a 1.000 ciclos consecutivos de fratura e cicatrização durante 40 dias. A cada etapa, os investigadores mediam a carga máxima suportada antes de ocorrer nova delaminação. Os resultados mostraram que o material consecutivamente recuperava sua integridade, mantendo a capacidade estrutural quase intacta.
Comparado aos PRFs hoje em serviço, cuja vida útil projetada varia de 15 a 40 anos, a versão autorreparadora apresentou expectativa de funcionamento de 150 a 400 anos, dependendo do cenário de aplicação. Em termos práticos, o compósito resistiu pelo menos dez vezes mais que um laminado tradicional analisado nas mesmas condições.
Impacto económico e ambiental
Segundo o professor Jason Patrick, responsável pelo estudo, a tecnologia pode reduzir significativamente custos de manutenção e substituição de peças críticas. Ao prolongar a vida dos componentes, os sectores aeronáutico, automotivo, de energia e espacial poderão cortar despesas com inspeções frequentes, mão-de-obra e descarte de materiais danificados.
Imagem: Tecnologia & Inovação
Além do benefício financeiro, a durabilidade alargada diminui o consumo de energia necessário para produzir peças de reposição e reduz o volume de resíduos industriais. Em turbinas eólicas, por exemplo, a troca de pás representa parcela relevante no custo total de operação; em aeronaves, fuselagens e superfícies de controle fabricadas em PRF exigem inspeções não destrutivas periódicas, que poderão tornar-se menos frequentes.
Aplicações em ambientes de difícil acesso
A versatilidade do material é particularmente valiosa para estruturas localizadas em locais remotos ou inacessíveis. Satélites, sondas e estações espaciais enfrentam condições onde reparos convencionais são inviáveis. Um sistema que se regenera autonomamente amplia a segurança operacional e prolonga missões de longa duração.
Em solo, infraestruturas críticas – como pontes ou componentes de transporte – também podem beneficiar-se da capacidade de autorreparação, praticamente eliminando paragens inesperadas causadas por fadiga ou impacto.
Próximos passos
O estudo concentrou-se em demonstrar a eficácia do mecanismo de cicatrização em laboratório. Os pesquisadores planeiam agora validar o compósito em escala real, integrando-o a componentes completos de aeronaves e turbinas para observar o desempenho sob cargas dinâmicas e ciclo térmico variado. A expectativa é que o processo de fabricação possa ser adaptado às linhas de produção atuais, uma vez que utiliza materiais e técnicas compatíveis com os laminados reforçados comuns.
Se confirmados os resultados iniciais, o compósito autorreparador abre caminho para uma nova geração de estruturas leves e resistentes, com impacto direto na longevidade de equipamentos de alto valor e na sustentabilidade industrial.
