Vidros podem ser inquebráveis e rígidos como aço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/10/2019

Os portadores de plasticidade (silício quíntuplo) se formam no contato das nanopartículas de sílica sob pressão extrema, abrindo caminho para um vidro de sílica dúctil totalmente denso.
[Imagem: RPI]

Vidro que não quebra

Nos últimos dias, tivemos novidades importantes no campo das cerâmicas, que estão se tornando maleáveis e menos quebradiças.

E os vidros não estão ficando para trás, graças ao trabalho de Yanming Zhang e colegas do Instituto Politécnico Rensselaer, nos EUA.

A equipe já tem a receita para um tipo de vidro que não se quebra tão facilmente e que tem uma densidade tão alta que pode até mesmo substituir o aço.

Usando simulações em computador, Zhang descobriu o que faz com que a família dos vidros óxidos - a que pertencem os vidros usados nas telas dos celulares, por exemplo - sejam tão quebradiços.

Nos vidros óxidos, átomos de silício geralmente se ligam a quatro átomos de oxigênio. Esse tipo de arranjo de ligação cria uma rede cristalina rígida, que não permite deformação plástica. Portanto, quando um estresse externo significativo é aplicado, o vidro quebra.

As mesmas simulações permitiram então projetar um vidro de sílica (óxido de silício) no qual as nanopartículas são comprimidas de tal forma que podem ser "esticadas" de volta até 100% sem que o material colapse, ou seja, sem que o vidro se quebre.

A equipe também descobriu que a ductilidade aumentada surge quando o silício se liga a cinco átomos de oxigênio, em vez de quatro. Isso é conhecido como silício quíntuplo, com a desejada propriedade de apresentar uma fluidez sob estresse.

"Este vidro é realmente tão rígido quanto o aço. Portanto, se o vidro puder ser temperado o suficiente, ele poderá substituir o aço," disse o professor Yunfeng Shi. "Nosso Santo Graal é fazer um material estrutural transparente."

Rumo a esse objetivo, a equipe agora vai se dedicar a sintetizar seu vidro dúctil projetado em computador.

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