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Comportamento mecânico de nanofios de sal surpreende pesquisadores.

Sal de cozinha - normalmente um material cristalino frágil - pode ser "puxado" para formar nanofios que se estendem duas vezes mais que seu tamanho inicial, sem quebrar! Descoberta surpreendente de pesquisadores americanos.

Nathan Moore e sua equipe no Sandia National Laboratories, em Albuquerque, Novo México (EUA), estavam investigando a adsorção de água em cristais de sal usando um microscópio de força interfacial (IFM) para examinar a superfície do sal quando tropeçaram em seus próprios achados.

"Quando empurramos a superfície do sal, observamos uma força de comportamento anômalo entre a ponta do microscópio (tip) e a superfície do sal. Naquele momento nos pareceu algo sem sentido, mas pensamos: "estaríamos fabricando nanofios?". Como ver é a melhor forma de acreditar, colocamos o sal no microscópio eletrônico de transmissão e confirmamos a presença dos nanofios".





Imagens de microscopia eletrônica de transmissão mostrando a superelongação de um nanofio de sal.

Créditos: Nano Letters.



Inesperadamente, o sal não somente se tornou dúctil (passível de ser puxado na forma de fio), mas os fios obtidos apresentaram-se superplásticos, podendo se estender mais do que seu comprimento, antes de se romperem. Tal propriedade, não usual, é normalmente associada a metais e certas cerâmicas, e, não, a cristais iônicos como o sal de cozinha. Os fios obtidos podem também ser comprimidos, contudo tendem a dobrar-se e entortar-se.

Parte da superplasticidade não usual pode ser oriunda da natureza do próprio microscópio - o feixe de elétrons da ponta usada para a realização da medida pode quebrar a superfície de grandes cristais de sal em pedaços muito pequenos. Este processo permite a difusão rápida dos átomos ao longo do contorno dos grãos, permitindo que os fios se deformem ao invés de se quebrarem.

Bombardear o sal de cozinha com o feixe de elétrons do microscópio pode também deslocar os íons de cloro da rede cristalina e permitir que esses elétrons se recombinem com os íons de sódio para formar sódio metálico. "Medidas de análise elementar dos nanofios revelaram que sua composição é predominantemente de cloreto de sódio", disse Moore, mas há uma redução na proporção de cloro. Isto significa que o sódio metálico - que tem ligação direcional e também pode conduzir, poderia auxiliar a dissipação de carga do feixe de elétrons - poderia estar melhorando as propriedades superplásticas dos nanofios.

Com o objetivo de observar a intensidade do efeito do feixe de elétrons no crescimento dos nanofios, a equipe tentou puxar um fio com o feixe desligado, ligando-o rapidamente para obter a imagem. Os fios ainda possuem elongação massiva, embora não sejam tão longos quando o feixe está ligado, e, eventualmente, se quebram. "É muito claro que o feixe de elétrons aumenta a superplasticidade", comenta Moore, "mas não sabemos ainda se o feixe é ou não necessário para iniciar a formação do fio".

"A plasticidade do sal de cozinha nesta escala é não só muito interessante, mas também surpreendente", disse Florian Banhart, do Instituto de Física e Química de Materiais (IPCMS), em Estrasburgo, França. "É bem provável que a difusão atômica seja a explicação para este fenômeno por que existe um efeito maior de carga sob a incidência do feixe, que cria defeitos na estrutura, aumentando o processo de difusão. O que é muito convincente é que os pesquisadores observam diferentes comportamentos quando analisam os fios com e sem o feixe de elétrons."

Moore acha que a possibilidade de se formarem nanofios na superfície do sal de cozinha poderia ter implicações no entendimento das propriedades dos depósitos geológicos de sal e aerossóis marinhos, e talvez venha a ajudar num melhor entendimento do papel do sal na nucleação de nuvens e na formação de nuvens de poluição. "Os aspectos fundamentais dessa descoberta são muito interessantes - nos perguntamos se, por exemplo, as partículas de sal do mar na atmosfera estariam fazendo a mesma coisa quando colidem - estariam formando nanofios"?

RSC (http://www.rsc.org/) (Tradução - AGS).


Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia: "Superplastic Nanowires Pulled from the Surface of Common Salt", de N. W. Moore, J. Luo, J. Y. Huang, S. X. Mao e J. E. Houston, foi publicado na revista Nano Lett., volume 9, número 6, págs. 2295-2299, 2009, DOI: 10.1021/nl9004805.


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