Um novo método de aquecimento para certos metais pode levar a melhores materiais de construção resistentes a terremotos.

Pesquisadores e colegas da Universidade de Tohoku descobriram uma maneira econômica de melhorar as propriedades de alguns metais com 'memória de forma', conhecido por sua capacidade de retornar à sua forma original após ser deformado. O método pode abrir caminho para a produção em massa desses metais aprimorados para uma variedade de aplicações, incluindo materiais de construção resistentes a terremotos.

A maioria dos metais é feita de um grande número de cristais, mas, em alguns casos, suas propriedades melhoram quando são formados por um único cristal. Contudo, metais de cristal único são caros de produzir.

Os pesquisadores desenvolveram um método de produção mais barato que tira proveito de um fenômeno conhecido como 'crescimento anormal de grãos'. Usando este método, os múltiplos 'grãos' de um metal, ou cristais, crescer irregularmente, alguns às custas de outros, quando é exposto ao calor.

A técnica da equipe envolve vários ciclos de aquecimento e resfriamento que resultam em uma barra de metal de um único cristal de 70 centímetros de comprimento e 15 milímetros de diâmetro. Isso é muito grande em comparação com os tamanhos das barras de liga com memória de forma atuais, tornando-o adequado para aplicações de construção e engenharia civil, diz Toshihiro Omori, o pesquisador principal do estudo.

Para produzir a grande barra de metal de cristal único, uma liga de metal é aquecida a 900 ° C, em seguida, resfriada a 500 ° C, cinco vezes. Isto é seguido por quatro ciclos de aquecimento a 740 ° C e depois resfriamento a 500 ° C. Finalmente, o metal é aquecido uma última vez a 900 ° C. A omissão dos ciclos de aquecimento a baixa temperatura (740 ° C) / resfriamento (500 ° C) não levou ao resultado de cristal único.

A liga que eles usaram, que é feito de cobre, alumínio e manganês, é um conhecido metal com memória de forma que é fácil de cortar com máquinas. Aumentar o tamanho dos cristais do material aumenta drasticamente sua elasticidade. Alterar sua forma também o torna bastante forte. Essas características combinadas o tornam muito atraente para a construção de estruturas que podem resistir a terremotos.

"Uma vez que a presente técnica é vantajosa para a produção em massa de monocristais devido à simplicidade do processo, esta descoberta abre caminho para aplicações de cristais únicos com memória de forma para materiais estruturais, como para aplicações sísmicas em edifícios e pontes, "concluem os pesquisadores em seu estudo publicado na revista Nature Communications .