Vidro sob pressão revela seus segredos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/12/2004

Por ser transparente, pode parecer que o vidro não tenha nada a esconder. Mas, quando submetido a altas pressões, ele revela seus segredos. Embora ainda não se possa prever as aplicações práticas, esta pesquisa é importantíssima do ponto de vista do entendimento estrutural de um material tão largamente utilizado.

Empregando várias técnicas, pesquisadoras do Laboratório Argonne, Estados Unidos, conseguiram ver, pela primeira vez, a estrutura atômica de um vidro denso, inteiramente octaedral, que vinha desafiando os cientistas há décadas.

Elas também testemunharam uma alteração estrutural contínua no vidro, jogando por terra a teoria de que os vidros com estrutura tetraédrica passam por uma transição discreta entre fases de alta e baixa densidade. As pesquisadores verificaram uma mudança contínua entre as fases.

"Pouco se sabe a respeito da estrutura do vidro sob pressão," afirmou a cientista Chris Benmore, "ainda que isso seja muito importante. Nós o colocamos em nossas casas e carros e o utilizamos em muitas aplicações industriais, mas como sua estrutura atômica reage a pressões extremas?"

O vidro é difícil de ser estudado porque ele é desordenado, não possuindo uma estrutura cristalina definida. Para estudá-lo, Benmore e sua colega Chris Tulk tiveram que projetar uma célula de pressão especial, que pudesse conter não apenas o material a ser estudado, mas também os instrumentos que deveriam analisá-lo.

"A sílica é o vidro mais importante e mais utilizado," afirma Benmore. "Mas nós estudamos a germânia [GeO₂ - dióxido de germânio] porque ela é estruturalmente semelhante à sílica e passa para a forma octaédrica a pressões menores. A germânia também dá um contraste maior nas análises por nêutrons e raios-X, de forma que os detalhes aparecem de forma mais clara."

As imagens mostram como a estrutura da germânia se altera sob pressão. A imagem de cima mostra a estrutura tetraédrica normal, a pressão ambiente. Na segunda imagem, a estrutura tetraédrica começa a entrar em colapso quando a pressão atinge 5 gigapascals ou 50.000 vezes a pressão atmosférica. Na imagem inferior, sob uma pressão 100.000 vezes maior do que a pressão do ar, a estrutura se torna octaédrica.

"Nós vamos continuar a estudar esse vidro denso, já que ele nunca havia sido caracterizado antes," afirma Benmore. "É um desafio por causa das pressões necessárias. Também, alguns cientistas que estudam o vidro acreditam que ele irá se cristalizar imediatamente quando se tornar octaedral."