&bala; Física 18, s1
A energia necessária para fraturar um materials de rede obedece a uma lei de escala governada por apenas três parâmetros, descobriram os pesquisadores.
O que determina a energia mínima necessária para que uma trinca se propague através de uma rede? Uma resposta que parece intuitivamente correta vem de um modelo teórico centenário originalmente desenvolvido para descrever a fratura frágil em cristais, mas posteriormente atualizado para abranger polímeros: a energia necessária para fraturar um materials reticulado depende da energia necessária para quebrar um elo particular person. Mas os avanços nas técnicas de medição, juntamente com novos materiais e métodos de fabricação, levaram os físicos a perceber, nos últimos anos, que esta relação falha em redes cujas ligações podem esticar-se. Usando simulações apoiadas por experimentos em redes feitas sob medida, Chase Hartquist e Shu Wang do MIT e seus colaboradores derivaram um novo modelo geral que prevê a energia de fratura para uma variedade de materiais, desde redes de pesca até redes de polímeros microscópicos.1).
Os pesquisadores simularam redes 2D e 3D sob tensão uniaxial. Eles induziram essas redes a falharem ao longo de uma linha ou plano específico cortando um entalhe em uma das bordas. À medida que a rede foi separada, uma ruptura se propagou a partir deste entalhe, um elo quebrado por vez. De uma simulação para outra, eles variaram a topologia e o espaçamento da rede, a força e o comprimento de alongamento em que cada hyperlink falhou e a linearidade ou não linearidade da relação tensão-deformação dos hyperlinks. A equipe do MIT descobriu que a energia de fratura de todas as suas redes simuladas e físicas – desde uma rede de polímeros nanoscópicos até uma malha macroscópica – se ajustava a uma lei de escala que period governada por três quantidades: o tipo de estrutura da rede, a força de ruptura de cada elo. e o comprimento esticado do hyperlink no momento da falha. Hartquist diz que sua lei poderia ser usada para criar pneus mais confiáveis e tecidos mais duráveis.
–Marric Stephens
Marric Stephens é editor correspondente da Revista Física com sede em Bristol, Reino Unido.
Referências
- C. Hartquist e outros.“Lei de escala para energia de fratura intrínseca de diversas redes extensíveis,” Física. Rev. 15011002 (2025).
