"Madeira" metálica: mineração é fundamental para produção - Portal da Mineração
"Madeira" metálica: mineração é fundamental para produção
Madeira com a força do metal ou metal com aparência de madeira? Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, contam com a mineração como uma grande aliada no projeto de construção em larga escala de uma folha metálica, com aparência do titânio, porém cinco vezes mais leve.
Os pesquisadores se inspiraram na natureza para construir um material celular baseado em níquel, composto por poros em nanoescala. Sua aparência e natureza celular é similar à da madeira e consiste em quase 70% de espaços vazios. Isso confere a ele uma densidade tão baixa em relação à sua resistência que pode até flutuar na água.
Madeira Metálica . Crédito: Imagem James Pikul, da Universidade da Pensilvânia, nos EUA
Embora o material esteja em desenvolvimento há anos, ele apresentava um problema que impedia a fabricação em grande escala: as rachaduras invertidas que se formam à medida em que o material era transformado em filmes de metal.
Quando uma rachadura se forma em um material convencional, as ligações entre os átomos quebram, eventualmente fazendo com que o material se separe. Uma rachadura invertida, no entanto, representa átomos extras de níquel que preenchem os nanoporos, que por sua vez são essenciais para garantir as propriedades únicas do material.
Explicando de uma forma simplificada, os pesquisadores descobriram que, se houver algum lugar onde o padrão regular de empilhamento das nanosferas seja interrompido, o níquel preencherá essas lacunas. No caso da madeira metálica, estes átomos extras de níquel que preenchem os nanoporos lhe dão suas propriedades únicas.
A solução do problema e as novas possibilidades de fabricação permitem a produção de metais porosos que são três vezes mais fortes do que metais porosos anteriores em densidade relativa semelhante e 1.000 vezes maiores que outros nanolattices*. Além disso, é possível criar tiras maiores e mais consistentes de madeira metálica.
Segundo o cientista que coordenou os estudos, James Pikul, a madeira metálica já é utilizada como membranas para separar biomateriais em diagnósticos de câncer, revestimentos protetores e sensores flexíveis, mas a ideia é que o material seja utilizado em uma série de dispositivos anteriormente impossíveis de produzir.
A solução encontrada pelos cientistas para a madeira metálica foi detalhada em um artigo da Nature Materials.
*Nanolattices: estrutura porosa composta por "vigas" de carbono que são arranjadas em um padrão tridimensional que oferece uma excelente relação entre resistência e densidade