Os vidros metálicos combinam uma resistência superior àquelas do aço e do titânio a uma elasticidade comparável àquela dos plásticos. Infelizmente, até aqui, eram tão quebráveis quanto o vidro e pouco dúcteis. No futuro, tais defeitos poderão ser esquecidos, graças a uma equipe do California Institute of Technology, Caltech (EUA).

Os primeiros trabalhos sobre os vidros metálicos datam do fim dos anos 1950 e são de autoria de um pesquisador do Caltech, a célebre universidade californiana onde Feynman e Gell-Mann foram professores. Pol Duwez, seu nome, descobriu o meio de resfriar uniformemente um metal, com a velocidade vertiginosa de 1.000.000 K por segundo! Em tempo assim tão curto, os átomos da liga não conseguem formar uma rede cristalina, mas adotam uma estrutura desordenada,vítrea, por conseguinte, lembrando aquela dos líquidos. Os materiais assim obtidos possuem propriedades notáveis.

Obtidos por tal método, os materiais podem ser mais resistentes que o titânio, mais elásticos que a cerâmica, apresentando não só uma excelente resistência à corrosão e ao uso, mas também uma boa biocompatibilidade. Além disso, fundem à baixa temperatura (400 K, aproximadamente) e podem ser moldados tão facilmente quanto o plástico. Entretanto, para que não conduzam facilmente o calor, é difícil obter outra coisa senão fitas metálicas de pequena espessura.

Um grande negócio industrial

Tais materiais são, a priori, os materiais do futuro, com a condição de que sejam vencidos ou atenuados seus dois principais defeitos: suas ligas vítreas são fracamente dúcteis e fragmentam como vidro. Está sendo intensamente pesquisada em todo mundo a obtenção de ligas metálicas vítreas, eventualmente combinadas com fibras cerâmicas, que combinariam as vantagens do aço e do titânio com aquelas dos polímeros, sem inconvenientes. Um desses eixos de pesquisa se apóia sobre os Vidros Metálicos Massivos (VMM, Bulk Metallic Glasses, BMG).

Típicos valores de resistência e limite de elasticidade para vários materiais. As ligas metálicas vítreas, em rosa, possuem a resistência do aço e a elasticidade do plástico. Os vidros metálicos são únicos.

Créditos: W. L. Johnson

Os primeiros BMG foram produzidos no início dos anos 1990 por Akihisa Inoue e sua equipe, da Universidade de Tohoku (Japão). Eles abriram caminho à realização de objetos massivos tão resistentes quanto o aço, mas altamente elásticos, como raquetes de tênis, tacos de golfe, bastões de beisebol.

Apesar de todas estas vantagens, o uso de tais materiais em aeronáutica e em astronáutica, por exemplo, é interditado.

Objetos massivos à vista

Douglas Hofmann e William Johnson (Caltech) parecem ter encontrado um meio de resolver esse problema, com uma liga contendo berilo, titânio, zircônio, cobre e nióbio, resfriada de tal forma que dendritos de titânio, zircônio e nióbio se formam na liga.

Estrutura dendrítica (tipo árvore) observada no BMG produzido por Hofmann e Johnson.

Créditos: CS WebBlog

Controlando o tamanho desses dendritos, os pesquisadores obtiveram um BMG menos fragmentável e mais dúctil. Os dendritos, de fato, se opõem à propagação de fissuras no material quando ele é submetido a restrições. Aproximam-se as condições necessárias para a obtenção de grandes objetos moldáveis como matérias plásticas, elásticas como estas, mas duas vezes mais resistentes que o titânio ou o aço comum.

K = Graus Kelvin.

Conversão de Celsius em graus Kelvin = temperatura em graus Celsius + 273,15.

Futura Science, consultado em 14 de março, 2008 (Tradução - MIA).

Nota do Managing Editor: a ilustração da estrutura dendrítica não faz parte do texto original e foi obtida em www.google.com.

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