Docente publica artigo em periódico de alto impacto científico

O Departamento Acadêmico de Física do Câmpus Apucarana da UTFPR vem se destacando internacionalmente pelas pesquisas realizadas na área de fluidos complexos. Neste mês de junho, o professor Rafael Zola publicou um artigo no Advanced Materials, um dos mais respeitados periódicos científicos do mundo, cujo fator de impacto é 19.

O artigo, intitulado “Controllable Dynamic Zigzag Pattern Formation in a Soft Helical Superstructure”, apresenta os resultados do trabalho realizado pelo docente e o grupo de pesquisas internacional, o qual integra, que estuda como criar e controlar padrões sintéticos, para que possam ser utilizados no desenvolvimento de materiais inteligentes com aplicações em dispositivos eletro-óticos e em biomateriais.
O professor Rafael, em conjunto com pesquisadores da Universidade Kent State e da Força Aérea Americana, descobriram uma forma de fabricar, controlar e terminar uma estrutura em Zig-Zag em um cristal líquido fotossensível, ou seja, o controle é remoto via aplicação de luz. Os mecanismos por trás de tal controle foram explicados via simulações computacionais geradas no Câmpus Apucarana.

“Padrões ocorrem com frequência na natureza, muitas vezes como forma de otimizar ou permitir que uma certa ação ou estado ocorra. Por exemplo, o DNA forma uma hélice dupla para manter organizada, em pouco espaço, a vasta informação genética. Estruturas microscópicas se repetem nas asas de algumas borboletas e besouros, para que a luz seja refletida para efeitos de camuflagem e reprodução. Podemos encontrar na natureza vários outros exemplos, desde espirais (descritas de forma bela pela sequência de Fibonacci) a rachaduras, defeitos, dunas, organização cristalina, etc. Um padrão muito conhecido é o Zig-Zag, que ocorre frequentemente na natureza. Por exemplo, os cantos em Zig-Zag das folhas ajudam no transporte de nutrientes, enquanto que padrões em Zig-Zag no grafeno influenciam suas propriedades elétricas e magnéticas”, explica Rafael.

Geralmente, na engenharia e funcionalização de materiais, visando as mais diversas aplicações, como músculos artificiais, exoesqueletos, órgãos sintéticos para transplantes, entre outros, é preciso um processo de “engenharia reversa” de certos materiais naturais para que se entenda como funcionam, e, assim, se possa fabricar materiais melhores e otimizados com relação aos que ocorrem naturalmente. Até hoje, a formação e controle de padrões Zig-Zag na escala mesoscópica não haviam sido reportados.

De acordo com o docente, “tal material não apenas abre novas portas para fabricação de estruturas sintéticas inteligentes, mas pode ser usado, como demonstrado nas pesquisas, para controlar a direção e o comprimento de onda da luz”.

O trabalho completo pode ser acessado na página: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201701903/full