Pedro Reis é um professor de pesquisador e engenharia do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, pelo seu acrônimo em inglês). Entre outras coisas, seu trabalho é explicar as propriedades mecânicas de estruturas esféricas, como cúpulas, barris de ovo ou o nariz de um avião. Por isso, é necessário desenvolver um método rápido e econômico para produzir protótipos no laboratório com o qual fazer experiências. Depois de realizar alguns testes, derramando um material semelhante à borracha em moldes esféricos, ele percebeu que não havia maneira de prever a espessura da esfera com antecedência, apenas confie no método de teste e no erro.
Enquanto ele estava voltando a este problema, ele recebeu uma visita um pouco atípica no MIT. Foram três chefs do restaurante Basque Mugaritz que procuravam novas técnicas para aplicar às suas receitas. Os cozinheiros conseguiram seu objetivo, mas também deixaram alguma ideia em seu caminho. “Eles me mostraram uma receita para ovos quebrados em que recriaram uma concha de ovo usando um molde e manitol, um açúcar com uma textura semelhante ao polímero de silicone que usamos: o problema era idêntico ao nosso”, diz Reis. Graças a este Ele entendeu que era um problema bastante comum, então ele e sua equipe decidiram procurar por casos semelhantes. Ele era colaborador, François Gallaire da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, que encontrou a chave na elaboração de chocolates. / p>
Para ser capaz de fabricar algo como todos os dias como um ovo de chocolate ou um chocolate de enchimento de bebidas, é necessário poder fazer uma capa rígida e oca. Para isso, os chocolatiers derramam sua matéria-prima derretida em um molde esférico, deixando drenar o fluido excessivo. Graças a essa técnica, aperfeiçoado para séculos baseados em tentativas e erros, esses artesãos são capazes de produzir cápsulas de chocolate da espessura desejada, simplesmente seguindo o recreto para. Se eles podem fazê-lo, um grupo de engenheiros do MIT deve ser capaz de determinar as variáveis físicas que governam o processo.
Assistir vídeos de chocolatores fazendo chocolate, a equipe se perguntou se houve alguma maneira de prever o resultado Da viscosidade do fluido e do tamanho do molde. Para este fim, eles realizaram uma série de experimentos derramando vários tipos de polímeros líquidos – uma espécie de silicone que sobe rapidamente – da viscosidade conhecida sobre uma série de moldes esféricos de diferentes tamanhos. Uma vez solidificada, eles mediram a espessura das cápsulas obtidas.
Mostrou uma receita para ovos quebrados em que recriaram uma concha Ovo usando um molde e manitol, um açúcar com uma textura semelhante ao polímero de silicone que usamos: o problema foi idêntico ao nosso
A partir desses dados, eles desenvolveram uma equação que permite prever com precisão a espessura da cápsula resultante sem ter que recorrer ao método de teste e erro. A fórmula matemática é baseada nas dimensões do molde e da velocidade na qual o líquido se move nele. Quando o maior o molde é, mais tempo leva o fluido para cobri-lo e o resultado é uma tampa mais espessa. O mesmo acontece se a viscosidade do polímero aumenta. Para a surpresa inicial surpresa, nem a altura dos quais o líquido é derramado ou o volume total usado influencia a espessura final da bolha.
Como resultado, Reis e sua equipe desenvolveram uma fórmula matemática. E um Método de fabricação que permite projetar e produzir esferas elásticas de tamanho e espessura desejados. “Neste caso, temos o que chamo de” triângulo de ouro “, isto é, somos capazes de descrever o processo numericamente, nós o modificamos no computador e finalmente somos capazes de ir ao laboratório e criar protótipos que atendam aos nossos previsões “Conta Reis. Esses resultados foram publicados recentemente na revista Nature Communications.
Este trabalho abre a porta para inúmeras aplicações práticas. Não será mais necessário tentar com centenas de diferentes moldes e viscosidades para obter o resultado desejado. Momento a equipe da Reis é limitada a usá-lo para testar as propriedades mecânicas de estruturas esféricas em seu laboratório, mas antecipa que pode ser aplicado na indústria farmacêutica ou na fabricação de vesículas artificiais e embalagens mais eficientes. De acordo para reis “teoricamente poderia ser usado para criar cúpulas de cimento, embora ainda não tenhamos feito nenhum trabalho a esse respeito.”
“Podemos dizer que esta é uma técnica de fabricação Cação rápidaHoje, este termo é geralmente associado a impressão 3D ou outros métodos que exigem equipamentos muito caros, mas também pode ser algo tão simples quanto derramar chocolate em um molde “, conclui Reis.