Além de belíssimos, cestos de vime apresentam maior resistência em comparação com cestos rídigos

A solução para alguns dos maiores desafios da engenharia de materiais pode ter estado sempre à vista de todos, entrelaçada em cestos tradicionais. Pesquisas na área de ciência dos materiais revelam que estruturas inspiradas na tecelagem de cestaria não são apenas visualmente atraentes, mas exibem uma combinação única de resistência, capacidade de carga e resiliência superior à de muitos contêineres rígidos convencionais.

Uma equipe de cientistas da Universidade de Michigan investigou os princípios por trás dessa robustez. O estudo, publicado na Physical Review Research, partiu de uma premissa simples: comparar unidades estruturais entrelaçadas com outras não entrelaçadas, mas com o mesmo formato e quantidade de material. As fitas utilizadas, feitas de Mylar, madeira e aço, seguiram o padrão tradicional de tecelagem sobre/sob.

A resiliência excepcional dessas estruturas se manifesta quando submetidas a forças de torção e compressão. Enquanto um container contínuo e rígido pode trincar ou falhar, a versão entrelaçada se deforma e, frequentemente, retorna à sua forma original. A explicação está no comportamento do material: nas estruturas tecidas, as fitas são principalmente esticadas, e não dobradas. Como os materiais são intrinsicamente mais rígidos à tração, a estrutura como um todo ganha em resistência. A ausência de conexões rígidas entre as fitas é a chave para a extraordinária capacidade de absorver impactos sem sofrer danos permanentes.

As aplicações potenciais são vastas e transcendem em muito a função de armazenar objetos. A tecnologia pode permitir a fabricação de robôs em miniatura com uma tenacidade radical – capazes de serem atropelados por um carro e continuarem operacionais. No campo da segurança, roupas inteligentes poderiam ser desenvolvidas para oferecer proteção superior em colisões. A abordagem também é promissora para componentes automotivos, dispositivos eletrônicos vestíveis e qualquer cenário que exija um material ao mesmo tempo rígido e tolerante a falhas.

A investigação sobre a tecelagem de cestos não se limita ao trabalho da equipe de Michigan. Outros pesquisadores colaboraram com artistas para adaptar técnicas de cestaria, criando desde cúpulas entrelaçadas com rigidez ajustável até estruturas complexas projetadas por algoritmos que otimizam o formato e a curvatura de cada fita.

O caminho a seguir envolve responder a questões fundamentais. Os cientistas buscam compreender com precisão como a geometria do entrelaçamento determina as propriedades mecânicas, com o objetivo de criar modelos preditivos para o desenho de estruturas sob medida. Outro desafio significativo é a automação da manufatura, já que a tecelagem tridimensional complexa ainda é predominantemente manual. A integração de materiais eletrônicos diretamente nessas estruturas têxteis representa a fronteira final, pavimentando o caminho para “robôs têxteis” que possam sentir o ambiente, movimentar-se e interagir com segurança com humanos. A nova fronteira da engenharia, portanto, se constrói reelaborando um conhecimento ancestral.