Estrutura microscópica do novo metal
Um novo metal revolucionário pode ser usado para construir carros, aviões, trens e espaçonaves, como também equipamentos eletrônicos e aparelhos biomédicos. Ele é o material do futuro, um material que poderia nos impulsionar para o próximo nível.
O material em questão foi ‘inventado’ por uma equipe de pesquisadores de Faculdade de Engenharia Henry Samueli, da Universidade de Ciências Aplicadas em Los Angeles (UCLA). Este material inovador, que tem uma resistência excepcional e é extremamente leve, é feito de 86% de magnésio, e 14% de partículas de carboneto de silício, de acordo com o estudo publicado em dezembro passado no periódico Nature. Para criar o assim chamado ‘metal nanocomposto’, a equipe desenvolveu um novo método para dispersar e estabilizar as nanopartículas em metais derretidos. A baixo densidade e a alta dureza do magnésio mostrou níveis recordes de resistência específicas (quantidade de peso que o material resiste antes de sua quebra) e módulo específico, tanto em temperaturas altas quanto baixas.
“Foi proposto que as nanopartículas poderiam realmente melhorar a resistência de metais, sem danificar sua elasticidade, especialmente metais leves como o magnésio; mas nenhum grupo tem sido capaz de dispersar nanopartículas de cerâmica em metais fundidos, até agora”, disse Xiaochun Li, o investigador principal da pesquisa e Diretor Raytheon do Manufacturing Engineering da UCLA. “Com uma infusão da física e o processamento de materiais, nosso método pavimenta um novo caminho para melhorar o desempenho de muitos tipos diferentes de metais, através da infusão homogênea de nanopartículas densas, a fim de melhorar o desempenho dos metais, para que se supere os desafios de energia e sustentabilidade da sociedade de hoje.”
Este novo procedimento abre a porta para o melhoramento dos materiais existentes usados nas indústrias da aviação, espacial e automotiva, entre outras, através da inclusão de nanopartícula que melhoram o desempenho em condições extremas. Levando em consideração que o magnésio é um recurso abundante, seu uso não causará muito dano ambiental.
Especialistas têm considerado por muito tempo as partículas de cerâmica com sendo uma forma revolucionária de tornar os metais mais fortes, porém, com partículas de cerâmica na escala microscópica, o processo de infusão resulta na perda da plasticidade. Partículas na escala nano mostram uma melhora na resistência de um material, enquanto mantêm ou melhoram a elasticidade de um metal. Porém, pesquisadores declaram que as partículas de cerâmica em nanoescala possuem a tendência de se agrupar, ao invés de se dispersar de forma homogênea. Isto se dá devido as partículas pequenas possuírem a tendência de se atraírem mutuamente. É por isto que os pesquisadores dispersaram as partículas numa liga de zinco-magnésio fundido. A recém descoberta dispersão de nanopartículas é baseada na energia cinética do movimento das partículas, algo que estabiliza a dispersão dessas partículas e previne que elas se agrupem.
“Os resultados que obtivemos até agora só estão arranhando a superfície de um tesouro escondido para uma nova classe de metais, com propriedades e funcionalidades revolucionárias”, disse Li.
O novo material, chamado de metal nanocomposto, pode acabar sendo revolucionário e poderá mudar os segmentos específicos da nossa sociedade, com os transportes e a exploração espacial possivelmente sendo seus clientes principais.
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