Descoberto material que se expande sob pressão

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/08/2002

É quase uma questão de bom-senso: se você apertar alguma coisa, ela tenderá a ficar menor. Claro que algumas substâncias, como a maioria dos metais não são tão flexíveis e não terão seu volume alterado, pelos menos não com pressões em escala humana.

Mas os cientistas do Laboratório Brookhaven (Estados Unidos) descobriram um material que se expande quando submetido a pressão. Um material com comportamento tão diferenciado poderá ser extremamente útil em aplicações como a limpeza de áreas poluídas por elementos químicos ou mesmo nucleares.

O material estudado é chamado zeólita, um mineral contendo alumínio, silício e oxigênio em uma estrutura tridimensional contendo poros regularmente espaçados. São na verdade nanoporos, cada um deles medindo alguns bilionésimos de metro. Estes nanoporos tornam as zeólitas muito úteis na sucção de moléculas pequenas, como íons e gases, da mesma forma que uma esponja suga água. Os poros são preenchidos com íons positivamente carregados, normalmente cálcio ou sódio, e moléculas de água. Assim hidratadas, as zeólitas são utilizadas atualmente como filtros para água e mesmo em detergentes.

A experiência foi feita submetendo-se um zeólita a pressões de até 50.000 atmosferas. Foi utilizada uma célula de diamante, a substância mais dura que existe, preenchida com água, para que a pressão pudesse ser passada para toda a superfície do material sendo estudado. Os cientistas então bombardearam a amostra com raios-X e analisaram como esse raio foi difratado. Uma simulação em computador transformou o padrão de difração na estrutura molecular tridimensional da zeólita.

À medida em que a pressão aumentava, o material foi se encolhendo, como seria de se esperar. Mas, quando a pressão se situou entre 8.000 e 15.000 atmosferas (0,8 e 1,5 gigapascal), o material se expandiu ao longo de suas três dimensões. Acima dessa pressão, o material voltou a se encolher.

A idéia para o aproveitamento do material, segundo o físico Thomas Vogt, que coordena o trabalho, é que se você aperta um fluido nos minúsculos poros da zeólita, a zeólita como um todo se expandirá. Este volume extra permitirá que moléculas ou átomos maiores adentrem ao material. Estas moléculas maiores podem ser petróleo, mercúrio, chumbo ou mesmo combustível radioativo. Quando se liberar a zeólita da pressão, os poros voltarão a se encolher e servirão como armadilha para o lixo tratado.