Conchas inspiram criação de vidro quase inquebrável

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/09/2021

Duas amostras do compósito de vidro aparecem sobre a moeda, uma sem e outra com o tratamento para transparência. Como se vê pelas microestruturas dos dois materiais, dá para melhorar.
[Imagem: Ali Amini et al. - https://doi.org/10.1126/science.abf0277]

Vidro inquebrável

Um vidro mais forte e mais resistente, inspirado na camada interna das conchas dos moluscos, poderá ser usado para melhorar a tela dos celulares, entre inúmeras outras aplicações.

Em vez de estilhaçar ao cair ou sob um impacto, o novo material tem a elasticidade do plástico.

Embora técnicas como têmpera e laminação possam ajudar a reforçar o vidro, elas são caras e não funcionam mais quando a superfície é danificada.

"Até agora, havia compensações entre alta resistência, tenacidade e transparência. Nosso novo material não é apenas três vezes mais forte do que o vidro normal, mas também mais de cinco vezes mais resistente a fraturas," disse o professor Allen Ehrlicher, da Universidade McGill, no Canadá.

Biomimetismo

Buscando inspiração na natureza, a equipe criou um novo material composto de vidro e acrílico que imita o nácar, ou madrepérola, que também já serviu de base para a criação de uma cerâmica superdura, levando a se cogitar em casas na Lua construídas com madrepérola artificial.

"Surpreendentemente, a madrepérola tem a rigidez de um material duro e a durabilidade de um material macio, dando a ela o melhor dos dois mundos," explicou Ehrlicher. "Ela é feita de pedaços rígidos de matéria parecida com giz, que são cobertos por proteínas macias e altamente elásticas. Essa estrutura produz uma resistência excepcional, tornando-a 3.000 vezes mais resistente do que os materiais que a compõem."

A arquitetura da madrepérola foi replicada com camadas de flocos de vidro e acrílico, produzindo um material excepcionalmente forte, porém quase opaco, que pode ser produzido com facilidade e baixo custo. A equipe então deu o passo adiante para tornar o compósito opticamente transparente.

"Ajustando o índice de refração do acrílico, fizemos com que ele se misturasse perfeitamente com o vidro para formar um composto verdadeiramente transparente," detalhou o pesquisador Ali Amini, acrescentando que, como próximo passo, ele planeja melhorar o material incorporando "tecnologia inteligente", permitindo que o vidro mude suas propriedades, como cor, mecânica e condutividade, por exemplo.

Perda da invenção do vidro flexível

O vidro flexível parece já ter existido, sendo uma invenção perdida desde o reinado do imperador romano Tibério César.

De acordo com relatos dos historiadores romanos Plínio, o Velho, e Petrônio, o inventor trouxe uma tigela feita com o vidro flexível diante do imperador. Quando a tigela foi arremessada ao chão, na tentativa de quebrá-la, ela apenas amassou, em vez de estilhaçar.

Depois que o inventor jurou que era a única pessoa que sabia como produzir o material, Tibério mandou executar o homem, temendo que o vidro desvalorizasse o ouro e a prata porque poderia ser mais valioso - talvez um dos primeiros exemplos de como a falta de visão de um líder que teme as mudanças pode retardar o progresso humano.

"Quando penso na história de Tibério, fico feliz que nossa inovação material leve à publicação [do nosso artigo], em vez de à execução," brincou Ehrlicher.

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