Imagine enviar milhares de robôs do tamanho de um confete para voar pela atmosfera de planetas do Sistema Solar, a começar por Marte. Essa imagem pode se tornar realidade graças à pesquisa de engenheiros da Universidade da Pensilvânia, que descobriram um material com peso quase zero, levitando impulsionado pela luz.
O dispositivo pode ser uma alternativa ao Mars Helicopter, um rotorcraft autônomo que deve ser lançado na atmosfera de Marte pelo rover Mars Perseverance. A missão vai cruzar o espaço a partir de julho deste ano. "Se algo der errado com o Mars Helicopter, a missão termina. Estamos propondo uma abordagem totalmente diferente", explicou o autor principal do estudo agora publicado na revista Advanced Materials, o engenheiro mecânico Igor Bargatin, da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade da Pensilvânia.
Inspiração no papelão comum
O desenvolvimento da nova substância, que pesa um terço de miligrama e é tão fina quanto algumas fileiras de DNA, começou em 2017, no Singh Center for Nanotechnology. O conceito é o mesmo do papelão usado em caixas, estruturado como um sanduíche (a levitação usando luz já é conhecida há algum tempo).
A busca por materiais que unissem estruturas superfinas e pequenas (na escala de nanômetros) levou à descoberta de que a própria leveza do composto implicava em movimento movido pela luz. "Essas estruturas levitam apenas com base nas diferenças de temperatura. O mais emocionante é pensar em quão longe ele pode ir carregando cargas úteis", explicou Bargatin. No laboratório, os pesquisadores já começaram a medir a capacidade de o nanocartão levantar cargas — no caso, anéis de silicone.
Anéis de silicone são usados para aferir quanta carga o novo material pode levantar.Fonte: Penn Today/Reprodução
Para manusear não é possível respirar
O segredo da flutuação do nanocartão está na estrutura de suas placas. Como no papelão, dentro dele existem sulcos responsáveis por fazê-lo levitar quando exposto à luz: a energia gera o calor e esquenta o ar, que circula pela estrutura oca da placa e sai pelos canais, empurrando-o para o ar.
Se o novo material flutua em nossa gravidade, uma aplicação lógica seria desenvolvê-lo para ser usado em mundos em que ele pesaria menos ainda, como Marte. A ideia já rendeu um estudo, publicado recentemente, sobre como o nanocartão se comportaria em um ambiente como o marciano. Spoiler alert: muito bem.
O material é tão leve que respirar na hora errada pode fazê-lo voar pela sala.Fonte: Penn Today/Reprodução
A atmosfera mais fina e a gravidade menor não apenas dariam mais impulso como também permitiriam carregar até dez vezes mais carga. Isso abriria caminho para o uso de sondas atmosféricas até em Plutão ou Tritão, a mais promissora das luas de Netuno.
Bargatin está agora colaborando com pesquisas para miniaturizar instrumentos como sensores químicos capazes de detectar as principais assinaturas de vida em Marte: água e metano.
A versão atual do nanocartão ainda não voa ao nível do mar, mas pode ir até a mesosfera terrestre: "Sua densidade é semelhante à da atmosfera marciana. Hoje, somente foguetes passam por ela, subindo e descendo. Sensores nos dariam conhecimento da atmosfera e teríamos melhores previsões sobre o clima da Terra", disse Bargatin.
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