Vidro de safira resiste a arranhões, neblina, poeira e ofuscamento

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/03/2025

Amostra do novo vidro de safira.
[Imagem: The University of Texas at Austin]

Vidro à prova de tudo

Telas de celular à prova de arranhões, óculos com lentes antirreflexo e para-brisas que não ficam empoeirados ou molhados envolvem problemas para os quais já temos algum tipo de solução - mais ou menos eficaz ou conveniente, em cada caso.

Mas agora um único vidro promete ser a solução para todas essas situações, reunindo em um único material propriedades que resolvem todos aqueles problemas.

A base do novo vidro é a safira, um mineral mais conhecido como uma pedra semipreciosa, mas que na verdade é um material essencial em muitas áreas diferentes, de janelas de última geração e eletrônicos de consumo até a óptica dos telescópios mais avançados.

"A safira é um material de alto valor por causa de sua dureza e muitas outras propriedades favoráveis. Mas as mesmas propriedades que a tornam atraente também dificultam sua fabricação em pequenas escalas," contextualizou o professor Chih-Hao Chang, da Universidade do Texas em Austin.

Foi justamente esse aspecto que mereceu a atenção da equipe, resultando no desenvolvimento de uma nova maneira de produzir safira que promete colocar todas as suas tão desejadas propriedades à disposição em um material mais fácil de fabricar.

Detalhes das nanoestruturas, criadas seguindo um projeto de biomimetismo.
[Imagem: The University of Texas at Austin]

Nanoestruturas biomiméticas

A solução encontrada pela equipe envolve a fabricação de safira na forma de nanoestruturas minúsculas, mas com a maior proporção de aspecto até agora para este material, o que permite preservar seus superpoderes sem perder completamente sua rigidez e dureza.

Embora não sejam tão resistentes a arranhões quanto a safira tradicional - as nanoestruturas são comparáveis ao tungstênio ou ao vidro tradicional nesse aspecto - essas novas nanoestruturas de safira repelem neblina e poeira, apresentam capacidade de autolimpeza e ainda inibem o reflexo da luz.

Inspiradas nos olhos das mariposas, o perfil cônico das nanoestruturas de safira melhora a transmissão da luz e reduz o brilho. A alta energia de superfície e a proporção de aspecto das nanoestruturas criam uma superfície super-hidrofílica para evitar o embaçamento. As estruturas também podem ser tratadas para serem uma superfície super-hidrofóbica, para permitir que as gotas de água rolem para fora da superfície, imitando o efeito da folha de lótus.

"Nossas nanoestruturas de safira não são apenas multifuncionais, mas também mecanicamente robustas, tornando-as ideais para aplicações onde durabilidade e desempenho são essenciais," disse o pesquisador Mehmet Kepenekci.

A equipe agora se prepara para fabricar os vidros de safira nanoestruturados em maior escala.
[Imagem: Kun-Chieh Chien et al. - 10.1039/D4MH01844C]

Celulares, câmeras e viagens espaciais

Esta tecnologia tem uma grande variedade de benefícios. Para os consumidores, ela pode levar a celulares mais fáceis de ler em condições de iluminação não ideais, lentes e janelas que não embaçam, câmeras com capacidade antiofuscamento e para-brisas resistentes que não ficam empoeirados.

À medida que embarcamos na próxima geração de viagens espaciais, as propriedades antipoeira podem garantir que os equipamentos não fiquem cobertos de regolito durante missões em outros planetas ou luas, por exemplo.

"Nossas superfícies de safira autolimpantes podem manter 98,7% de área livre de poeira usando apenas a gravidade," disse o pesquisador Andrew Tunell. "Esta é uma melhoria significativa em relação às tecnologias existentes de mitigação de poeira e é particularmente benéfica para aplicações no espaço, onde a água não está prontamente disponível para limpeza."

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