Há muitos boatos circulando por aí causando a impressão de que o Gorilla Glass – usado na maioria dos smartphones top de linha – está prestes a receber um forte concorrente: o vidro de safira (ou “cristal de safira”, para ser mais exato). Mas o que é isso, e por que ele parece tão promissor?

No início do ano, surgiram boatos de que a Apple teria comprado fornalhas para cristal de safira suficientes para fazer 200 milhões de telas de cinco polegadas para iPhone, e agora estamos começando a ver sinais de que houve alguma verdade nessa especulação.

Nós já vimos, por exemplo, vídeos de uma suposta tela do iPhone 6, aparentemente feita de vidro de safira, sendo submetida a todo tipo de tortura – e sobrevivendo. Cientistas de materiais acreditam que mesmo se a tela no vídeo não for de um iPhone, “poderia muito bem ser” vidro de safira resistindo a tal tortura.

Para quem está familiarizado com o material, o vídeo não parece tão milagroso: o nome pode fazer você pensar em joias caras, mas a safira é um material bastante versátil, e que seria uma novidade bem-vinda para os nossos celulares.

Safira natural e sintética

A safira não é apenas uma pedra preciosa. É simplesmente um cristal transparente que pode assumir alguns tons atraentes – amarelo, roxo, laranja, verde ou vermelho – quando se forma naturalmente. A safira vermelha é conhecida como rubi, mas mais tipicamente você a verá na cor azul em anéis, brincos e até coroas. No entanto, a safira em si é um cristal opticamente transparente, da mesma forma que o diamante ou o vidro.

As cores que mencionamos acima não fazem parte da safira: elas aparecem devido a impurezas, na forma de cristais de ferro, titânio, cromo, cobre ou magnésio. Sem essas impurezas, ela é um cristal claro, assim como o vidro em suas janelas – ou no seu smartphone.

No entanto, é difícil encontrar safira pura, e não é prático remover as impurezas de forma retroativa. Ela é geralmente extraída da natureza em pequenas quantidades, assim como outras pedras preciosas, e é quase impossível de ser processada. É por isso que a safira sintética, criada pela primeira vez em 1902 pelo químico francês Auguste Verneuil, é normalmente utilizada para aplicações mais práticas – como o vidro presente em relógios de pulso.

A safira sintética é geralmente feita ao se aplicar bastante calor e pressão ao pó de óxido de alumínio (a safira é, afinal, apenas um composto de alumínio e oxigênio). Ela é então tratada termicamente para eliminar as suas tensões internas – que podem deixá-la frágil – e depois ganha a forma de lâminas. Só então ela se torna vidro de safira (ou cristal de safira), que seria usado em smartphones.

Duro e resistente

Mas o que há de mais em uma lâmina de vidro de safira? Bem, em primeiro lugar, ela é altamente transparente para comprimentos de onda de luz entre 150 e 5500 nm; o olho humano só pode discernir os comprimentos de onda entre cerca de 380 e 750 nm. Então ele passa no primeiro e mais importante teste de tela: você pode ver através dele.

Mas o verdadeiro chamariz do vidro de safira é a sua dureza: na ciência dos materiais, quanto mais duro um material, menor é a capacidade de outros “riscarem” sua superfície. Nesse sentido, o vidro de safira é quase duas vezes mais duro que o vidro comum, e quase tão duro quanto o diamante. Em termos práticos, isso significa que ele é quase impossível de riscar (a menos que você leve um monte de diamantes no bolso).

Além disso, o vidro de safira é resistente: na ciência dos materiais, isso significa que ele tem alta capacidade de resistir a uma força aplicada nele sem quebrar (ou sem se deformar de forma permanente). Por exemplo, cristais de safira tem uma resistência à compressão de 2.000 MPa, cerca de dez vezes maior do que o aço inoxidável.

Nenhuma surpresa, então, que o material seja usado cada vez mais frequentemente em aplicações onde a transparência óptica, alta resistência física e durabilidade contra riscos são necessárias. Pense em janelas resistentes em veículos blindados, vidros à prova de bala, ou telas e visores em trajes militares.

Mas existem outras aplicações: experimentos científicos que precisam de uma janela óptica em ambientes inóspitos, e até mesmo caixas de supermercado. Sim, aquelas pequenas janelas de vidro que cobrem os leitores de código de barras são geralmente feitas de vidro de safira, para garantir que o dispositivo não seja inutilizado por arranhões – como seria no caso do vidro comum.

A Apple também vem, aos poucos, usando a safira em seus produtos. Primeiro no iPhone 5, para proteger a câmera (o que causou alguns problemas); e depois no iPhone 5S, no botão Home com leitor de digitais.

Safira vs. Gorilla

O vidro de safira é mais duro que o Gorilla Glass, mais resistente que o aço, e ainda é transparente. Então por que ele não está na tela de todo smartphone? Porque ele é bastante caro.

O custo vem em grande parte do processo de fabricação. Primeiro se produz um grande monocristal de safira, que então é cortado em lâminas finas usando lasers (!) ou uma serra de diamante. A Corning estima que isso custa cerca de dez vezes mais que o Gorilla Glass para fabricar; mesmo que isso provavelmente seja uma estimativa agressiva, uma diferença de cinco vezes, por exemplo, ainda seria muito.

Ele também é 67% mais pesado: sua densidade é de 3,98g/cm3, contra 2,54 g/cm3 do Gorilla Glass. Isso significa que uma tela feita de safira teria que ser um pouco mais fina para ter os mesmos gramas que o Gorilla Glass.

No entanto, só porque ele é duro e resistente, não significa que ele é inquebrável, e torná-lo mais fino o torna mais vulnerável.

Em se tratando de tenacidade – isto é, a quantidade de energia que um material pode absorver antes de fraturar – a safira é, na teoria, cerca de quatro vezes mais tenaz do que o Gorilla Glass. No entanto, testes da Corning sugerem que ele seria mais frágil quando usado na mesma espessura que suas telas. Claro, a empresa não é uma fonte imparcial, mas é um lembrete: o vidro de safira pode ser mais resistente a riscos, mas não é necessariamente mais resistente a quedas.

O que fazer? Bem, a Apple tem algumas patentes envolvendo este material: um vidro composto por duas lâminas com tipos diferentes de safira – uma camada externa resistente a riscos, e uma camada interna difícil de quebrar ou rachar. A ideia é fabricar uma tela resistente para “dispositivos móveis, relógios, telas, touchscreens” – a Apple poderia usar a safira em um possível iWatch, afinal.

Então, o que traria o vidro de safira? Um smartphone que resiste a arranhões e riscos muito melhor do que antes, e que – se acertarem no processo de produção – pode resistir bem a impactos. Mas acima de tudo, isso pode trazer um pouco de concorrência à parte do smartphone que você mais usa.

Imagem por Wetsun/Flickr