Investigadores da Universidade Estatal da Carolina do Norte desenvolveram um método de fabrico que permite obter elementos metálicos mais resistentes. O novo método, que foi buscar inspiração à estrutura dos ossos e do bambu, otimiza a geometria interna do material com base num conceito denominado "Estrutura Gradiente".
A resistência de uma liga metálica e a sua ductilidade são fortemente influenciados pela forma como a sua microestrutura se encontra organizada.
De acordo com Yuntian Zhu, um dos académicos envolvidos na investigação, se observarmos um elemento metálico ao microscópio, ele é constituído por milhões de "grânulos" intimamente compactados. O tamanho e disposição destes grânulos é determinante no comportamento estrutural desse elemento.
Se o metal for fabricado de forma a que os "grânulos" de menor tamanho fiquem na periferia do elemento, obtém-se um material mais resistente, mas também com menor flexibilidade, o que propicia a sua rotura frágil.
O método da "Estrutura Gradiente" minimiza a perda de ductilidade do aço ao aumentar de forma gradual o tamanho dos grânulos do exterior para o interior do material. A interação entre as particulas de diferentes tamanhos que se distribuem de forma gradual, sem quebras bruscas, torna o elemento mais forte e mais dúctil.
O método de fabrico, que tira partido dos princípios da mecânica estrutural e da ciência dos materiais foi utilizado com sucesso em elementos metálicos de aço, cobre, ferro e níquel.