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Carbino é o material mais resistente do mundo
Foto: Heinrich Pniok / Reprodução
Posto está hoje com o carbino, que tem três vezes a tração do diamante. Grafeno está em segundo lugar.
O posto de material mais resistente do mundo foi por muito tempo do diamante, capaz de suportar uma pressão de até 97 megapascals (cerca de 9 mil vezes a pressão atmosférica) antes de se romper e podendo ser riscado apenas por outro diamante. Hoje em dia as coisas mudaram e outros materiais já acabaram com o seu reinado.
O grafeno, até pouco tempo atrás, era o material mais resistente do mundo em seu estado cristalino, de acordo com pesquisadores da Universidade da Columbia (EUA). Ele é uma folha de carbono com apenas um átomo de espessura e consiste em uma estrutura hexagonal de átomos de carbono, parecida com a dos favos de mel de uma colmeia.
Segundo o pesquisador James Hone, um dos responsáveis pelo estudo: "Nossa pesquisa coloca o grafeno como o material mais forte já medido, cerca de 200 vezes mais forte do que o aço estrutural”.
A resistência foi testada em 67 testes com 23 amostras de grafeno, forçando para baixo seu centro com a ajuda da ponta de um diamante de um microscópio de força atômica.
Mas, segundo um grupo de cientistas da Rice University (EUA), o carbino tem o dobro da resistência à tração — ponto máximo de uma curva de tensão-deformação de um material — do grafeno e três vezes a do diamante, mesmo sendo apenas uma cadeia de átomos individuais. O carbino é estável em temperatura ambiente e se provou cerca de 200 vezes mais forte que o aço.
Segundo o Professor Boris Yakobson de Engenharia Mecânica em Rice, o carbino “poderia ser útil para sistemas de nanomecânica, em dispositivos de spintrônica, como sensores e materiais fortes e leves para aplicações mecânicas ou para armazenamento de energia”.
Teia de aranha é tão resistente que pode suportar mais tração antes de quebrar do que o aço. Foto: Claudia / Pixabay
Outros elementos muito resistentes
Outros materiais também muito resistentes são a lonsdaleíta e a wurtzita de nitrato de boro. Eles seriam 58% e 18% mais duros que o diamante, respectivamente. Mas tanto um quanto outro são extremamente raros no planeta. A lonsdaleíta provém de impactos de meteoros sobre a Terra. Já a wurtzita de nitrato de boro só é encontrada após erupções vulcânicas muito violentas.
A wurtzita é tão dura quanto o diamante, mas quando colocada sob pressão fica mais resistente. Quando isso acontece, os elétrons presentes em sua estrutura começam a se repelir para aliviar a tensão entre eles, o que os faz com que se rearranjem e o material endureça.
Já a lonsdaleíta é encontrada normalmente com falhas estruturais e impurezas, o que deixa o material com dureza menor do que o valor teórico, no qual ele suportaria uma pressão de 152 megapascals (cerca de 15 mil atmosferas), 58% mais do que o diamante.
Pode surpreender, mas a seda de aranha também é um material extremamente resistente, pois tem resistência à tração muito alta. Ela pode suportar mais tração antes de quebrar do que o aço, além de esticar bastante.
O carbeto de silício é outro material que tem uma importância muito grande, pois forma a base da estrutura dos tanques de guerra. Embora haja muitos tipos de componentes de carbono, a maioria deles é leve e particularmente útil para engenheiros aeroespaciais.
O ósmio, elemento químico metálico na família da platina, também entra na briga dos mais resistentes. Quando isolado, esse elemento fica extremamente duro com molde azul. Com uma estrutura cristalina hexagonal, é empregado em pontas de caneta, contatos elétricos e outras aplicações.
O aço maraging é outro material de alta resistência e que não perde sua maleabilidade por isso. Ele é usado principalmente em aplicações aeroespaciais e de ferramentas. O nome “maraging” se dá por conta do envelhecimento da martensite, microestrutura encontrada nos aços.
Por fim, o vidro metálico, uma microliga feita de paládio, entra na briga com sua estrutura química, que neutraliza a fragilidade inerente ao vidro mantendo sua força. Não é muito denso, sendo mais leve que o aço e com o peso de uma liga de alumínio ou titânio.
Fonte: Revista Veja / Ivana Fontes / Publicado 31-10-2022
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Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
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