Equipa liderada por português resolve o «problema do papel de parede»

Investigação sobre efeito-triângulo nos materiais adesivos finos publicada esta semana na «Nature Materials»

Pedro Reis demonstra efeito-triângulo em fita-cola (créditos: Donna Coveney)

Papel de parede, fita-cola, película. O dilema é sempre o mesmo quando se precisa de utilizar um material adesivo fino. Mesmo que alguns pedaços saiam bem à primeira, toda a gente já perdeu alguns minutos a tentar cortar uma tira direita quando a ponta fica com uma forma triangular. Uma equipa de investigadores do Centro Nacional de Investigação Científica (CNRS), em França, da Universidade de Santiago, no Chile e do MIT, descobriu que, por trás desse motivo de frustração do dia-a-dia, estão apenas as leis da física. O estudo foi publicado esta semana na revista científica "Nature Materials".

Ver video em http://techtv.mit.edu/file/721?filename=Newsoffice-DoNotDistributeVideoURLBeforeSUNDAYMARCH302008771.flv

Pedro Reis (créditos: Donna Coveney)

A investigação, liderada por Pedro Reis, professor do Departamento de Matemática do MIT, resolve o chamado "problema do papel de parede", um conhecido padrão em que os dois lados de uma tira adesiva se propagam um na direcção do outro até se encontrarem num ponto. Segundo o investigador, este problema aplica-se na prática não só ao papel de parede, e a outros adesivos finos como a fita-cola e a película plástico utilizada para embrulhar as capas do CDs, mas também à pele do tomate, da uva ou da ameixa .

"Já aconteceu com toda a gente. É frustrante", disse ao Ciência Hoje Pedro Reis. "Este projecto insere-se numa actividade mais ampla que estou a desenvolver com os meus colaboradores sobre a deformação de objectos elásticos finos. O facto de serem finos complica extremamente a física envolvida", acrescentou o investigador.

Rigidez energia de adesão e energia de fractura

A equipa descobriu que a forma triangular, obtida quando os pedaços de adesivos são fracturados e descolados de um substrato rígido, por exemplo de um rolo, resulta de uma interacção entre três propriedades inerentes aos materiais adesivos: elasticidade (ou rigidez), energia de adesão (a força com que o adesivo cola à superfície) e energia de fractura (a força com que é arrancado/rasgado).

"Através das nossas experiências e teoria conseguimos encontrar a relação entre o ângulo do pedaço triangular obtido com as três propriedades do material. Claro está que, apesar de cada uma destas propriedades ter já sido muito bem estudada individualmente, a forma como relacionamos as três é totalmente nova", salientou Pedro Reis.

A forma triangular era coerente, por isso tinha de haver algo fundamental que lhe desse origem. É assim que o investigador explica o que deu origem ao curioso estudo sobre uma dificuldade do dia-a-dia. "Apesar de ser um problema muito interessante do ponto de vista fundamental, chamou-nos também à atenção o facto de o encontrarmos regularmente na vida quotidiana", explica.

Mas para além de ajudar a perceber o porquê da "frustração de rasgar um pedaço de fita-cola", adianta Pedro Reis, a técnica desenvolvida pode ser utilizada para, em engenharia dos materiais, descobrir a terceira propriedade do adesivo quando se sabe as outras duas. Segundo o investigador, a utilidade desta descoberta ainda é maior porque se aplica a materiais finos, junto dos quais os métodos tradicionais da física dos materiais de medição das propriedades falham.

 Física e vida quotidiana

"A nossa teoria aplica-se a materiais finos, elásticos e isotrópicos. Percebendo de onde vem a física, poderão introduzir-se anisotropias para eliminar este efeito-triângulo", projectou Pedro Reis. "Estes estudos, apesar de terem como motivação inicial a investigação fundamental, podem ter um impacto tecnológico importante".

Outro objectivo importante, assinalou o responsável, é a divulgação científica que se consegue quando o público é capaz de estabelecer uma ligação entre os fenómenos da física e a vida quotidiana. Segundo Pedro Reis, se um jovem perceber que ainda há muitos fenómenos para os quais ainda não há explicações a motivação para a ciência vai ser muito maior. "O entusiasmar jovens e estudantes para estudar as ciências fundamentais é uma das missões cruciais de qualquer cientista", frisou.

As formas triangulares estudadas pelos cientistas podem ser vistas no trabalho do artista plástico francês Jacques Villeglé, que consiste em trabalhar posters das ruas de Paris e outras cidades francesas com colagens de tiras iguais às analisadas neste estudo. Um dos posters foi utilizado na capa da "Nature Materials" para ilustrar a investigação.

Comentários