CrCoNi: cientistas de Berkeley descobrem material mais resistente da Terra

Liga metálica feita de cromo, cobalto e níquel tem a maior tenacidade já registrada em qualquer material
CrCoNi
Imagem: Robert Ritchie/Berkeley Lab

Os cientistas mediram a maior tenacidade já registrada em qualquer material. A descoberta aconteceu durante a investigação de uma liga metálica feita de cromo, cobalto e níquel (CrCoNi). Os pesquisadores do Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e do Oak Ridge National Laboratory, pulicaram o estudo na Science em 2 de dezembro de 2022.

Extremamente dúctil (altamente maleável, na ciência dos materiais) e forte (ou seja, resistente à deformação permanente), essas características ainda melhoram conforme o metal esfria, contrariando a maioria dos materiais existentes.

CrCoNi é um subconjunto de uma classe de metais chamados ligas de alta entropia (HEAs). Robert Ritchie e Easo George começaram as experiências com CrCoNi e outra liga com manganês e ferro (CrMnFeCoNi) há quase 10 anos. Eles criaram amostras das ligas e reduziram os materiais a temperaturas de nitrogênio líquido (77 kelvin), descobrindo resistência e tenacidade impressionantes.

Eles continuaram o trabalho com testes em faixas de temperatura de hélio líquido, mas encontrar instalações para testar amostras em um ambiente tão frio e achar pesquisadores com a experiência necessária para analisar o que acontece no material em um nível atômico, levou quase uma década.

“A tenacidade deste material perto das temperaturas do hélio líquido (20 kelvin) chega a 500 megapascals metros de raiz quadrada. A tenacidade de um pedaço de silício é um MPa, a estrutura de alumínio em aviões de passageiros é de cerca de 35, e a tenacidade de alguns dos melhores aços é de cerca de 100. Então, 500 é um número impressionante ”, disse o co-líder da pesquisa, Robert Ritchie.

A liga CrMnFeCoNi também foi testada a 20 kelvin e teve um desempenho impressionante. Contudo, não alcançou a mesma tenacidade que a liga CrCoNi mais simples.

O futuro da CrCoNi

Apesar da criação de materiais como a CrCoNi ser cara, o co-líder do projeto, Easo George, prevê seu uso em situações em que extremos ambientais possam destruir ligas metálicas padrão, como nas temperaturas geladas do espaço profundo. Sua equipe também investiga como as ligas de elementos mais abundantes e menos caros podem ser induzidas a ter propriedades semelhantes. Isso porque há uma escassez global de cobalto e níquel devido à sua demanda na indústria de baterias.

Mesmo com o progresso, Ritchie adverte que o uso no mundo real ainda pode estar distante. “Quando você está em um avião, gostaria de saber que o que o salva de cair é uma liga de fuselagem de apenas alguns meses? Ou você gostaria que os materiais fossem maduros e bem compreendidos? É por isso que os materiais estruturais podem levar muitos anos, até décadas, para entrar em uso real”, pontua o cientista.

Isabela Oliveira

Isabela Oliveira

Jornalista formada pela Unesp. Com passagem pelo site de turismo Mundo Viajar, já escreveu sobre cultura, celebridades, meio ambiente e de tudo um pouco. É entusiasta de moda, música e temas relacionados à mulher.

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