Descobrindo o material superior que supera o carbono e o Kevlar
O carboneto de silício amorfo é caracterizado por um arranjo atômico irregular © Aoy_Charin/Shutterstock
Uma pequena revolução está em curso no setor da nanotecnologia e tem um nome: carboneto de silício amorfo.
O campo da ciência dos materiais tem visto avanços significativos através da utilização da nanotecnologia. Esta tecnologia permite-nos descobrir novas características físicas em substâncias, como o melhor isolamento térmico ou a capacidade de criar materiais leves mas duráveis. Um desses materiais inovadores que está ganhando atenção é o carboneto de silício amorfo (a-SiC), que possui atributos notáveis. Recentemente, o professor Richard A. Norte, da Universidade de Delft, na Holanda, conduziu uma experiência demonstrando o potencial deste composto.
Na fonte de sua força: uma estrutura única
Na verdade, embora os diamantes sejam conhecidos pela sua dureza excepcional devido à estrutura altamente ordenada dos seus átomos, semelhante aos tijolos Lego meticulosamente organizados, o carboneto de silício amorfo dopado com boro (a-SIC) apresenta um comportamento totalmente diferente. A disposição aleatória dos seus átomos constituintes aumenta paradoxalmente, em vez de diminuir, a sua resiliência, conforme explicado pelo Dr. Norte. Esta característica imprevista destaca o poder notável que emana de ocorrências fortuitas na ciência dos materiais.
O A-SIC apresenta versatilidade excepcional em comparação com outros materiais amorfos, apesar de possuir uma estrutura irregular como eles. Ao contrário desses materiais, não sofre corrosão ou desgaste, o que o torna altamente durável. Além disso, pode ser produzido em grandes quantidades com facilidade.
Um fragmento de carboneto de silício (SIC) no qual os átomos de carbono e silício estão dispostos em uma estrutura cristalina regular © Matthias Renner/Wikipedia
Desempenho testado e aprovado
Os investigadores que colaboram com a Norte realizaram uma avaliação intensiva da resistência à tração do a-SIC, utilizando um procedimento de teste altamente exigente, normalmente reservado para materiais excepcionalmente resilientes. As descobertas desta avaliação rigorosa foram publicadas na conceituada revista Advanced Materials, produzindo resultados notáveis que demonstram as capacidades impressionantes do material sob exame.
A notável durabilidade do a-SIC foi demonstrada através de sua capacidade de suportar uma resistência à tração de 10 GigaPascals, o que se traduz em um limite de escoamento 10 vezes maior que o do Kevlar. Esta propriedade excepcional pode ser ilustrada através de um experimento mental criativo. Imagine construir uma porta de casa padrão em a-SIC com uma área de 1,6 metros quadrados. Para arrombar a porta usando um guincho movido por vários carros pesando 1.500 quilogramas cada, seria necessário gerar uma enorme quantidade de força – equivalente ao que seria produzido por mais de um milhão desses veículos trabalhando juntos. Embora este exemplo seja puramente teórico, ele mostra efetivamente as impressionantes capacidades do a-SIC,
Possibilidades de aplicação
O A-SIC possui durabilidade notável, tornando-o uma opção ideal para diversas aplicações, como computação quântica, engenharia aeroespacial e sistemas de detecção solar. Além disso, apresenta propriedades mecânicas excepcionais que podem ser utilizadas no isolamento de vibração de microchips devido à natureza crítica de manutenção da estabilidade e precisão em dispositivos eletrônicos e de computação de alta precisão. Minimizar as vibrações do dispositivo garante maior confiabilidade e longevidade, ao mesmo tempo que reduz a exposição ao desgaste mecânico dos componentes.
O advento do carboneto de silício amorfo inaugurou uma era de pesquisa em microchips repleta de potencialidades inovadoras, conforme observado pelo Dr. Norte. Este material excepcional possui uma mistura singular de características que apresenta uma extensa gama de oportunidades, inicialmente em domínios altamente especializados, mas estendendo-se potencialmente à nossa existência quotidiana num futuro não muito distante.
As fontes para essas informações incluem Trust My Science, Techniques Ingénieur e Advanced Materials.
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