Fazer vidro é uma técnica muito antiga que se perpetuou ao longo dos anos, mas no nível atômico, é uma confusão de átomos, tornando-o vulnerável a distorções e rachaduras. Entretanto, os químicos estão trabalhando de modo a organizar todos esses átomos, para fortalecer o vidro ao nível de ser comparado com os diamantes.
A equipe de cientistas da Universidade Yanshan, na China, descobriu a proporção crítica de carbono cristalizado e amorfo necessária para fazer vidro com propriedades notáveis. Esse trabalho resulta em uma qualidade altíssima de potência, que não enfraquece sob forte pressão.
As propriedades de um material se baseiam, acima de tudo, na maneira em que seus blocos de construção se conectam. A resistência dos diamantes é determinada com base nas quatro ligações que seus átomos de carbono fazem uns com os outros. Mesmo que essas ligações constituam uma ponte sólida, não permitem que nenhum elétron fique sobrando no transporte das correntes, tornando, assim, o diamante um isolante.
Os sólidos vítreos não têm padrões repetidos, entretanto, os materiais podem possuir um grau surpreendente de estrutura de perto. O arranjo desnorteado e sem padrão abre brecha a uma ampla gama de propriedades ópticas e mecânicas, adequando-o para outras tecnologias. Com uma base de metal, os vidros combinam ambas as vantagens, ou seja, continuam sendo condutores mesmo com os metais cristalinos não tendo um alto nível de resistência.
Como funcionou o processo de fazer vidro mais resistente que os diamantes
Foi a partir deste princípio que os pesquisadores decidiram criar um experimento, onde espremeram esferas de átomos de carbono chamadas ‘ fulerenos’ sob intensa pressão de cerca de 25 gigapascais. Logo após, assaram a papa em temperaturas entre 1.000 e 1.200 graus Celsius.
Através dessa abordagem para fazer vidro, conseguiram submeter os produtos (chamados de AM-I, II e III) a uma série de testes onde os resultados foram surpreendentes. “Os químicos mapearam a maneira como os átomos se ligavam. Depois, mostraram que todos operavam como um semicondutor em um nível comparável ao silício amorfo”, disse o porta-voz da equipe.
Para arranhar um diamante, são necessários algo em torno de 60 e 100 gigapascais. Entretanto, nos testes realizados, chegaram a conclusão que para arranhar o material vítreo AM-III, é preciso uma média entre 110 e116 gigapascais. Fazer vidro com essas propriedades era algo praticamente impossível, mas agora, desenvolveram as técnicas exatas para que o material seja mais resistente que essa pedra preciosa.
A ciência dos materiais está passando por sua ‘era do carbono’, onde aparecem novas maneiras engenhosas de fazer funcionar as propriedades mecânicas e elétricas dos átomos de carbono, organizados de diferentes formas.
Com informações de Science Alert.
