p Método usado para produzir o vidro dúctil. Deposição pulsada de laser:pulsos de laser altamente energéticos são disparados para o alvo cristalino no lado esquerdo da imagem. A intensa energia quebra o óxido de alumínio cristalino em plasma de cor roxa, que injeta para fora em alta velocidade. O plasma esfria extremamente rápido para formar um filme de óxido de alumínio vítreo (amorfo) ao colidir com o substrato no lado direito da imagem. Crédito:Erkka Frankberg
p Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu uma maneira de fazer vidro dobrável usando lasers disparados contra óxido de alumínio cristalino. Em seu artigo publicado na revista
Ciência , o grupo descreve sua técnica e as características do vidro que produziu. Lothar Wondraczek com a Universidade de Jena publicou um artigo complementar na mesma edição do jornal, descrevendo a história de cientistas que tentaram superar a fragilidade do vidro. p O vidro é um pouco forte, mas apenas até certo ponto; também é muito frágil. Se você deixar cair um copo de bebida, provavelmente vai se espatifar no chão. Como observa Wondraczek, os cientistas vêm procurando maneiras de tornar o vidro menos quebradiço desde que as pessoas o fabricam. Vidro dobrável significaria copos que sobrevivem a uma queda, ou telas de smartphones que não racham. Neste novo esforço, os pesquisadores dizem que deram um passo em direção a esse objetivo.
p O vidro comum é feito de sílica e oxigênio, e é conhecido como um sólido amorfo - um estado em que as moléculas de um material estão travadas - no caso do vidro, de forma aleatória. É transparente porque os fótons podem passar por ele sem interagir com nenhum dos elétrons do vidro. Neste novo esforço, os pesquisadores usaram óxido de alumínio cristalino em vez de areia para fazer algumas pequenas amostras de vidro. Para fazer isso, eles dispararam intensas rajadas de luz laser em uma amostra para transformá-la em um plasma roxo. O material foi então deixado esfriar sobre um substrato.
O modelo atomístico do vidro de óxido de alumínio é coado lateralmente em temperatura ambiente e as áreas azuis que mudam rapidamente indicam onde os átomos estão permanentemente trocando de lugar para permitir a deformação do material sem fratura. Crédito:Janne Kalikka p O teste do material resultante (folhas de 60 nanômetros de espessura e dois micrômetros de largura) mostrou que ele é transparente e muito menos quebradiço do que o vidro comum. As folhas também eram dobráveis e esticáveis. Os pesquisadores descobriram que podiam esticá-los em até 8% e comprimi-los até a metade de seu comprimento.
p Os pesquisadores também observaram de perto seu vidro dobrável usando um microscópio eletrônico. Usando o que eles encontraram, eles criaram simulações de computador do material que haviam criado para entender melhor suas propriedades. O modelo mostrou que o vidro tinha uma rede compacta de átomos sem defeitos, tornando-o dobrável. Seus átomos eram capazes de trocar de lugar quando expostos à pressão.
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p As simulações do supercomputador na estrutura atômica do óxido de alumínio amorfo mostram que a rede atômica tem muito poucas falhas (destacadas em verde), o que permite que os mecanismos de ductilidade sejam ativados sem fratura. Os átomos vermelhos são oxigênio, os átomos cinzentos são de alumínio. Crédito:Janne Kalikka
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p Microscópio eletrônico de transmissão e porta-amostras usado para estudar a plasticidade do vidro. Crédito:Lucile Joly-Pottuz
p Mais trabalho é necessário antes que o vidro dobrável possa ser comercializado - ainda não está claro se o processo poderia ser usado para fazer folhas maiores de vidro, ou se é mesmo passível de fabricação. p © 2019 Science X Network
