Materiais Avançados

Vidros flexíveis mais fortes que aço serão revelados em quatro anos

Vidros mais fortes que aço e flexíveis serão revelados em quatro anos
Fortes e flexíveis, os vidros metálicos podem ser processados com as mesmas técnicas empregadas para fabricar produtos de plástico.[Imagem: Kumar/Schroers/Yale University]

Vidros metálicos

Vidros mais fortes do que o aço já estão por aí há algum tempo.

São os chamados vidros metálicos, um tipo versátil de vidro que é flexível e que, conforme sua fama diz, é mesmo mais forte do que o aço.

Talvez até mais importante, os vidros metálicos são flexíveis, o que permite usá-los para fabricar produtos usando as mesmas técnicas empregadas para fabricar produtos de plástico.

Eles são ligas compostas tipicamente de três ou mais elementos, tais como magnésio, cobre e ítrio (Mg-Cu-Y).

O grande problema é descobrir a receita certa para fabricar um vidro metálico - estima-se haver 20 milhões de possibilidades para compor essas ligas.

Usando os métodos convencionais de simulação e processamento levaria cerca de 4.000 anos para processar todas as combinações possíveis.

Agora, Shiyan Ding e seus colegas da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descobriram uma nova técnica que permitirá reduzir esse tempo de análise para meros quatro anos.

Moldagem por sopro

O novo método permite analisar cerca de 3.000 ligas por dia e, simultaneamente, determinar certas propriedades, tais como a temperatura de fusão e a maleabilidade do material resultante.

"Em vez de pescar com um único anzol, estamos jogando uma grande rede," disse o professor Jan Schroers, coordenador do grupo. "Isso deve acelerar dramaticamente a descoberta de vidros metálicos e novos usos para eles."

A nova técnica mescla dois processos, a moldagem por sopro paralela e a pulverização combinatorial.

A formação por sopro gera pequenas bolhas das ligas, permitindo aferir sua flexibilidade.

A pulverização é utilizada para simular milhares de ligas ao mesmo tempo - os elementos da liga são misturados em várias proporções controladas, obtendo-se milhares de amostras com dimensões na casa dos milímetros e espessuras na casa dos micrômetros.

Implantes e próteses

Desde 2010, Schroers e sua equipe analisaram cerca de 50.000 possíveis ligas, e identificaram três vidros metálicos específicos, com aplicações práticas. A expectativa é que a nova técnica permita aumentar muito essas descobertas.

Apesar das dificuldades em sua identificação, os vidros metálicos já são utilizados em componentes de relógios, tacos de golfe e outros artigos esportivos.

Uma das áreas mais promissoras do material, ainda dependente da descoberta de ligas específicas, é no campo da tecnologia biomédica, tais como implantes e próteses.

Bibliografia:

Combinatorial development of bulk metallic glasses
Shiyan Ding, Yanhui Liu, Yanglin Li, Ze Liu, Sungwoo Sohn, Fred J. Walker, Jan Schroers
Nature Materials
Vol.: 13, 494-500
DOI: 10.1038/nmat3939




Outras notícias sobre:

Mais Temas