Partículas ativas podem tornar os vidros estáveis ​​mais fortes sem falhas catastróficas

Os óculos mais fortes têm um calcanhar de Aquiles que os faz falhar catastroficamente quando ultrapassam o seu limite. Eles não dobram nem esticam, pois todos os danos se concentram em um único plano e o material falha em um instante.

(1) Esquerda: uma única banda de cisalhamento. (2) À direita: semente o mesmo vidro com partículas ativas que se movem em direções aleatórias (partículas ativas mostradas em vermelho escuro, com setas mostrando a direção do movimento), e a falha se espalha por uma rede de faixas.

Essa fragilidade há muito limita a utilidade de sólidos amorfos de alta estabilidade, desde vidros metálicos a granel até metamateriais projetados. As partículas subitamente se organizam em uma banda de cisalhamento: um plano fino de intenso rearranjo que corta toda a amostra, com uma queda repentina na tensão.

Os pesquisadores adotaram uma abordagem teórica e simularam como um vidro se deforma quando dopado com uma pequena fração de partículas autopropulsadas (SPPs). Na verdade, a curva tensão-deformação, que é a impressão digital mecânica do material, passa de um penhasco a uma colina arredondada.

Este comportamento surge de uma competição entre o tempo durante o qual o cisalhamento deforma o vidro, o tempo durante o qual as partículas ativas continuam se movendo em uma direção e a rapidez com que uma banda de cisalhamento se propaga. O cisalhamento externo e a atividade competem juntos com a propagação da banda de cisalhamento, determinando se a deformação se concentra em uma única banda ou se espalha por múltiplas bandas.

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