Versatilidade das vitrocerâmicas

Em algumas situações determinados componentes podem sofrer variações de temperatura gigantescos e/ou recorrentes. É o caso de equipamentos que se encontram no espaço, onde as temperaturas variam de muito frias para tórridas, é o caso de produtos utilizados na fundição de metais, onde um material a temperatura ambiente pode entrar em contato em questão de segundos com metais às vezes a mais de 1500°C, é o caso de fogões e fornos, onde a temperatura varia bastante e com muita frequência. Em situações como essas, apresentar um baixo coeficiente de expansão térmica é vital para que um material possa ser empregado como matéria-prima do produto a ser desenvolvido. Assim sendo, hoje falaremos um pouco sobre um grupo de materiais extremamente versátil no que diz respeito a coeficientes de expansão térmica: as vitrocerâmicas – que podem apresentar não somente coeficientes extremamente pequenos, como também negativos.

Continue reading Versatilidade das vitrocerâmicas

Minério permite que eletricidade seja produzida a partir de luz solar, calor e movimento ao mesmo tempo

Cada vez mais se ouve falar da importância de fontes de energia renováveis e investe-se mais intensamente em pesquisas sobre esse tema. Recentemente, uma interessante descoberta chamou a atenção do meio científico: um mineral que seria capaz de extrair energia para a produção de eletricidade a partir de diversas fontes – e ao mesmo tempo! Descoberto por cientistas da Universidade de Oulu (Finlândia), o minério denominado KBNNO é capaz de transformar luz solar, energia cinética e calor em eletricidade. Continue reading Minério permite que eletricidade seja produzida a partir de luz solar, calor e movimento ao mesmo tempo

Rugosidade de uma superfície

Você sabia que por mais planas e polidas que duas superfícies pareçam ser, elas não estarão 100% em contato se colocadas uma contra a outra? Isso acontece porque na realidade a superfície de um material é composta por diversos picos e vales, que constituem o que é conhecido como rugosidade. Assim, quando encostadas, apenas pequenas áreas das superfícies estão de fato em contato umas com as outras (área de contato real), o que é muito menor do que a área que imaginamos estar em contato observando os materiais a olho nu (área de contato aparente).

superficie

Figura mostrando a área de contato aparente entre duas peças planas (direita) e uma aproximação da região de interface entre as mesmas (esquerda), evidenciando a área de contato real.

Uma superfície é na realidade composta por três componentes: forma, ondulação Continue reading Rugosidade de uma superfície

Materiais Refratários

Muitas etapas do processamento de materiais são feitas a temperaturas elevadas, como por exemplo a fundição e os tratamentos térmicos. No entanto, para que isso seja possível, é necessário que existam materiais que aguentem temperaturas ainda maiores. Esse grupo é denominado de materiais refratários e é normalmente composto por cerâmicas, sendo o foco de nosso assunto de hoje.  Continue reading Materiais Refratários

Você sabe o que são materiais auxéticos?

Os materiais auxéticos são aqueles que possuem uma compressibilidade negativa, ou seja, eles possuem um coeficiente de poisson negativo. Isso significa que eles têm o seu volume aumentado quando for aplicada uma força de compressão.

Anteriormente, assumia-se que o coeficiente de poisson, que é a medida de deformação transversal de um material, não poderia ser alterada e que a maioria apresentava um coeficiente positivo entre +0,22 e +0,33. Porém nos últimos anos foi descoberto que sim, um material pode ter um coeficiente negativo e isso é possível quando se altera a estrutura do material e os mecanismos de deformação dele.

Esses materiais podem ser poliméricos, metálicos, compósitos ou cerâmicos e também podem possuir diferentes estruturas entre eles. Exemplos de materiais que demonstram esse comportamento são cristobalita alfa e quartzo alfa, em certas direções e também em certas temperaturas. Um exemplo também de um polímero natural que pode ser auxético é a celulose cristalina, em uma forma definida.

Na Academia Polonesa de Ciências foi descoberto um material chamado amidoborano de sódio [Na(NH2BH3)]. A compressibilidade negativa desse material é maior do que qualquer outro material já estudado (10%) e além disso o comportamento desse materials ocorre de forma brusca. Ademais uma das características que mais chamam atenção do material é que a compressibilidade é de natureza química e não física, ou seja, ocorre o alongamento das ligações químicas entre o nitrogênio e o boro e também entre o nitrogênio e o hidrogênio.

As possíveis aplicações para os materiais auxéticos são colete à prova de balas e implantes ou sondas para abrir vasos sanguíneos. Você conseguiu pensar em mais alguma?

 

Referências:

Colete à prova de balas ativo funcionará como airbag

Materiais auxéticos tornam-se mais grossos quando são esticados

An Introduction to Auxetic Materials: an Interview with Professor Andrew Alderson

O que caranguejos e biomateriais tem a ver?

Biomateriais é um tema muito importante e hoje falaremos sobre mais uma inovação dessa área. Uma pesquisa, publicada no Science and Technology of Advanced Materials pesquisou a combinação de um açúcar, proveniente de conchas de caranguejos e camarões, com nanomateriais pode gerar um material compósito com aplicações biomédicas, como regeneração óssea.

caranguejo (8)

Continue reading O que caranguejos e biomateriais tem a ver?

Uma nova forma de encarar a metalurgia

A maior parte dos materiais metálicos é produzida por meio de fundição, na qual há o fornecimento de uma grande quantidade de energia e posterior derretimento do minério que irá dar origem ao metal em questão. Até que elevados graus de pureza sejam atingidos, o material deve passar por mais e mais processos que irão elevando significativamente seu preço final. Além disso, durante o processo há a eliminação para o ambiente de diversos gases que contribuem para o efeito estufa. E se houvesse um processo que dispensasse os gastos energéticos elevados de uma fundição, não produzisse gases de efeito estufa e em uma única etapa transformasse a matéria-prima mineral em metal de elevada pureza?

Continue reading Uma nova forma de encarar a metalurgia

Como fabricar vidros à temperatura ambiente

 

Para transformar matérias-primas, geralmente óxidos, em vidro é preciso aquecê-las até que se fundam, o que demanda uma grande quantidade de energia. Para reciclar o vidro, é preciso também aquecê-lo até que tenha uma viscosidade suficientemente baixa para ser moldado e produzir a ampla gama de produtos que conhecemos. As temperaturas necessárias para esses dois processos dependem da composição do vidro, mas quase sempre situam-se acima de 1000°C. Considerando essa situação, é difícil pensar em vidro sem pensar em fornos, energia, calor, elevadas temperaturas. No entanto, existe uma maneira alternativa para produzir esse material à temperatura ambiente e nós mostraremos como ela funciona.

Continue reading Como fabricar vidros à temperatura ambiente

Como o passado continua inspirando a ciência

De maneira geral, um pesquisador deve sempre acompanhar as últimas publicações de sua área, analisar as próximas tendências, se manter atualizado e olhar para frente. No entanto, às vezes olhar para trás também pode ser bastante útil, já que o passado transmite experiência e pode ter muito o que nos ensinar. A nanotecnologia, por exemplo, é considerada um campo de pesquisa recente, mas há um artefato romano de 1700 anos de idade que já utilizava conceitos dessa área e hoje serve de fonte de informações para os cientistas, o Copo de Licurgo.

Continue reading Como o passado continua inspirando a ciência

O que é a biomineralização?

Segundo o site da Nature, biomineralização é um processo no qual organismos vivos produzem minerais. Esses minerais criados pelos organismos possuem estruturas muito complexas, que qualquer engenheiro ou cientista gostaria de ter no seu material, já que é muito difícil de produzir de forma sintética. Esse processo de formação de materiais ocorre em praticamente todos os grupos de organismos, dos procariontes (nanocristais de magnetita em bactérias) até em humanos, como em nossos dentes e ossos.

Continue reading O que é a biomineralização?