Já ouviu falar sobre Liquid Metals?

O fato de alguns metais serem líquidos em temperatura ambiente, como o mercúrio e o gálio, não é nenhuma novidade, mas você já ouviu falar sobre ligas com aço, alumínio e titânio, que são chamados de Liquid Metals? É exatamente sobre isso que falarei hoje! applying-low-voltage-to-liquid-metal-alloys-changes-the-surface-tension_1646_668919_0_14108217_500 A primeira vez que ele foi comercializado foi no ano de 2003, ou seja, é um material relativamente novo nesse mundo. Ele geralmente é utilizado em componentes eletrônicos e em 2010 a Apple comprou os direitos de uso e de comercialização desse tipo de metal.

Por que teve tanto interesse por parte da Apple? Esse material possui propriedades muito superiores aos materiais antigamente utilizados, algumas delas são: 2,5x mais resistente do que o titânio; dureza 1,5x maior do que um aço inoxidável; 2-3 vezes mais resistente à deformações plásticas do que um aço comum; não corrosivo; alta condutividade térmica e elétrica, entre outras.

Mas o que é realmente o metal líquido? Primeiramente ele não é líquido em temperatura ambiente, mas ele é chamado dessa forma pela forma que suas moléculas se comportam. Como pode ser visto no vídeo de 3 minutos parte de um documentário da History Channel sobre esse metal: https://www.youtube.com/watch?v=-uOPXquIMt4&feature=player_embedded

Ele é parte de uma classe de metais conhecido como metais vítreos, porque algumas das suas propriedades estão fortemente relacionadas com os vidros, como o seu ponto de fusão, que não é fixo como os outros metais e sim ocorre uma perda gradual da sua integridade com o aumento da temperatura.

E como é produzido? Eles são resfriados rapidamente para induzir uma microestrutura amorfa, o que muda suas estruturas atômicas e geram átomos desorganizados, possuindo uma resposta elástica à tensões de deformação. Os metais comuns são geralmente cristalinos e tendem a deformar plasticamente quando tencionados e flexionados.

Abaixo podemos ver um vídeo de comparação da elasticidade do Liquid Metal com metais usuais:

Bom final de semana e lembrando que na próxima teremos mais dois posts novos!

Leia mais em:

Apple e o LiquidMetal

What is Liquid Metal?

Applying low voltage to liquid metals

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Vidros escorrem?

Os vitrais, tão comuns nas catedrais europeias construídas na idade média, chamaram a atenção da comunidade não somente por sua beleza, mas também por uma interessante peculiaridade: A extremidade inferior dos antigos vidros que os formavam era mais espessa do que no restante do material.

Vitral datado do século XIV – Catedral de Troyes – França

Esse fenômeno pode ser explicado porque o vidro provavelmente escoou ao longo dos anos, aglomerando-se na extremidade inferior, certo? Errado!

A explicação acima é uma famosa crença popular, a qual afirma que os vidros escoam com o passar dos anos, comportando-se como líquidos, mas com uma viscosidade suficientemente elevada para que não possamos notar os sinais de escoamento em um curto período de tempo. Isso explicaria o porquê da característica dos vidros de catedral, já que permanecem na posição vertical durante séculos, tempo suficiente para que o escoamento se manifestasse. A história é tão convincente que, durante anos, foi tida como verdade não só pelo senso comum, mas também por diversos cientistas.  A justificativa é que os vidros possuem estrutura amorfa, diferentemente da grande maioria dos outros sólidos. Nesse aspecto, os vidros assemelham-se a líquidos, já que compartilham da mesma organização estrutural (amorfa). Assim, surgiu a crença de que vidros e líquidos possuiriam propriedades semelhantes. No entanto, existem duas características comuns a todos os líquidos, as quais não são apresentadas por vidros:

– Capacidade de adquirir a forma dos meios que o contém;

– Capilaridade ( propriedade que permite com que líquidos subam em tubos).

As características de vidros e líquidos diferem basicamente devido a forças internas. Os líquidos fluem devido à ausência de forças significativas entre suas moléculas, possibilitando que elas se movimentem facilmente. Contudo, nos vidros os átomos são unidos por ligações químicas muito fortes, tornando-os tão rígidos que não podem fluir na temperatura ambiente. Em outras palavras, vidros são sólidos que conservaram o mesmo arranjo molecular que apresentavam quando encontravam-se líquidos,  mas essa semelhança do ponto de vista de organização dos átomos não pode ser estendida às propriedades desses materiais, uma vez que apresentam interações químicas bastante diferentes em suas estruturas.

Sabendo disso, imagina-se que os vidros não necessariamente devem escoar ao longo do tempo, como os líquidos, mas a crença que explicava o aumento de espessura nos vidros de catedral só pôde de fato ser descartada quando comprovou-se matematicamente sua impossibilidade. Cientistas calcularam o escoamento de vidros na temperatura ambiente e verificaram que este é insignificante a ponto de que para que notarmos qualquer alteração, precisaríamos esperar trilhões de anos (mais do que a idade do universo, a qual é estimada em cerca de 13 bilhões de anos). Dessa forma, é impossível que os vidros das catedrais, que são do milênio passado, houvessem sofrido qualquer alteração que pudesse sequer ser medida, quanto mais observada a olho nu.

Mas então qual a explicação científica para a diferença de espessura ao longo dos vidros das catedrais?

O método de fabricação dos componentes!

A técnica de flotação de vidros, utilizada atualmente para fabricação de vidros planos permite com que esses sejam obtidos com boa qualidade e espessura homogênea. No entanto, os vidros planos na época medieval eram feitos por sopro e então forçadamente esticados através da ação de cilindros (método do cilindro) ou de força centrífuga, através da rotação do vidro em torno de um eixo (método do disco). Os vidros planos obtidos por esses métodos frequentemente apresentavam defeitos de ondulações e espessura heterogênea.

metodo disco

 Esquema de fabricação de vidros planos pelo método do disco.

Por essa razão, os vidros de catedral apresentavam maior espessura em sua base: eles jamais foram perfeitamente planos como inicialmente imaginava-se, mas sim heterogêneos devido ao método de processamento do vidro.

Mais informações disponíveis em:

Corning Museum of Glass

Do cathedral glasses flow?

Projeto Ockham

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