Cientistas de materiais na Califórnia criaram um novo vidro metálico especial com uma força e tenacidade maiores que qualquer outro material conhecido, usando uma receita que pode levar a um novo método para a fabricação de materiais.

O vidro, uma microamálgama feita de paládio, tem uma estrutura química que neutraliza a fragilidade inerente do vidro, mas mantém sua resistência. Ele não é muito denso, e é mais leve que o aço, com peso comparável a de uma liga de alumínio ou titânio.

“Ele provavelmente tem a melhor combinação de resistência e tenacidade já alcançada”, diz Robert O. Ritchie, cientista de materiais do Lawrence Berkeley National Laboratory, um dos autores de um trabalho que descreve o novo vidro. “Ele não é o material mais resistente já criado, mas com certeza é um dos melhores, com uma combinação de resistência e tenacidade.”

Para entender isto, é necessário definir a diferença entre resistência e tenacidade. A resistência é quanta força um material pode aguentar até se deformar. Tenacidade é a energia necessária para fraturar ou quebrar algo, e descreve a capacidade de um objeto de absorver energia. Na maioria das vezes, estas duas qualidades são mutuamente exclusivas. “O santo graal é conseguir estas duas propriedades ao mesmo tempo”, diz Ritchie.

Pense em uma caneca de cerâmica: ela é bastante resistente, mantendo sua forma enquanto lida tranquilamente com temperaturas quentes e frias. Mas ela não é tenaz: ela não tem flexibilidade, nenhuma qualidade de se curvar, para não quebrar quando cai no chão. Por outro lado, uma tira de elástico é tenaz, pois se estica e contorce para envolver todo tipo de objeto. Mas ela não é resistente, e não é necessária muita energia para deformá-la e quebrá-la, quando ela volta para você ardendo a pele.

Pesquisadores do California Institute of Technology, liderados por Marios D. Demetriou, vêm trabalhando no vidro metálico por vários anos, usando formulações para aumentar a resistência do vidro ou torná-lo menos quebradiço. Uma versão anterior envolvia introduzir uma fase cristalina que parava os cortes no vidro enquanto se abriam, por exemplo. O novo vidro, no entanto, não tem cristais, só microligas de paládio com fósforo, silício, germânio e prata.

“Cada elemento quer se cristalizar efetivamente cada um da sua maneira, então o processo de cristalização é desacelerado”, disse Ritchie. “Ele é 100% vidro: não há nada para impedir as fissuras [o vidro faz isso sozinho], e acreditamos que este seja um avanço importante.”

O vidro é caro e difícil de se produzir, devido à quantidade de metais envolvida e ao processo necessário para resfriá-los. Então você não verá aviões e pontes feitos com vidro de paládio tão cedo – mas o material, e seu processo de fabricação, são promissores para o futuro dessas estruturas. [Berkeley Lab]

Repoduzido da PopSci (com adaptações)