Nanomateriais revelam incongruência entre os mundos macro e micro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/03/2008

[Imagem: NIST]

Em mais uma descoberta que nos coloca frente à frente com as estranhezas do mundo na escala dos nanômetros, cientistas descobriram que a sílica, um mineral altamente quebradiço, torna-se tão dúctil quanto o ouro quando é cortada na forma de nanofios.

Incongruência

Os resultados, obtidos por físicos do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos Estados Unidos, deverá ter grande impacto no projeto das futuras nanomáquinas e dos dispositivos microeletromecânicos e nanoeletromecânicos (MEMS e NEMS).

Esta incongruência entre os mundos macro e micro foi verificada tanto na sílica amorfa (parte superior da foto), quanto na sílica cristalina (parte inferior da foto).

Ponto de fadiga

Em macroescala, o ponto de fadiga de um material, quando ele se rompe, depende de sua capacidade de manter seu formato quando submetido a uma força. Os átomos das substâncias dúcteis - aquelas que podem ser transformadas em fios - ajustam-se na estrutura atômica e mantêm a coesão por muito mais tempo do que acontece nas substâncias quebradiças.

Estas substâncias quebradiças possuem falhas estruturais, que funcionam como pontos de ruptura quando elas sofrem a ação de uma força externa.

Em nanoescala essas falhas estruturais não existem, o que torna os materiais - de qualquer tipo - quase "perfeitos" estruturalmente. E eles são tão pequenos qua a maioria dos átomos está na superfície do nanofio, sendo capazes de se rearranjar muito mais prontamente, mantendo a integridade do material.

Átomos mais "soltos"

Estar na superfície significa que os átomos não têm ligações com outros átomos de todos os lados, o que lhes dá maior mobilidade. É a predominância desses átomos de superfície que transforma o material quebradiço em dúctil.

"Os termos 'quebradiço' e 'dúctil' são terminologias do mundo macroscópico," explica o pesquisador Doo-In Kim. "Parece que eles não se aplicam em nanoescala."

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