A fusão é o processo que alimenta o sol, aproveitá-lo na Terra forneceria energia limpa ilimitada. Contudo, pesquisadores dizem que construir uma usina de fusão provou ser uma tarefa difícil, em grande parte porque não houve materiais que pudessem sobreviver às condições extenuantes encontradas no núcleo de um reator de fusão. Agora, pesquisadores da Texas A&M University descobriram uma maneira de fazer materiais que podem ser adequados para uso em futuros reatores de fusão.

O sol produz energia fundindo átomos de hidrogênio, cada um com um próton, em átomos de hélio, que contém dois prótons. O hélio é o subproduto dessa reação. Embora não ameace o meio ambiente, ele causa estragos nos materiais necessários para fazer um reator de fusão.

"O hélio é um elemento que normalmente não consideramos prejudicial, "disse o Dr. Michael Demkowicz, professor associado do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais. “Não é tóxico e não é um gás de efeito estufa, que é uma das razões pelas quais o poder de fusão é tão atraente. "

Contudo, se você forçar o hélio dentro de um material sólido, borbulha para fora, muito parecido com bolhas de dióxido de carbono em água carbonatada.

"Literalmente, você obtém essas bolhas de hélio dentro do metal que ficam lá para sempre porque o metal é sólido, "Demkowicz disse." À medida que você acumula mais e mais hélio, as bolhas começam a se ligar e a destruir todo o material. "

Trabalhando com uma equipe de pesquisadores do Laboratório Nacional de Los Alamos, no Novo México, Demkowicz investigou como o hélio se comporta em sólidos nanocompósitos, materiais feitos de pilhas de camadas grossas de metal. Suas descobertas, publicado recentemente em Avanços da Ciência , foram uma surpresa. Em vez de fazer bolhas, o hélio nesses materiais formou longos canais, assemelhando-se a veias em tecidos vivos.

"Ficamos maravilhados com o que vimos, "Demkowicz disse." À medida que você coloca mais e mais hélio dentro desses nanocompósitos, ao invés de destruir o material, as veias realmente começam a se interconectar, resultando em uma espécie de sistema vascular. "

Esta descoberta abre caminho para materiais resistentes ao hélio necessários para tornar a energia de fusão uma realidade. Demkowicz e seus colaboradores acreditam que o hélio pode se mover através das redes de veias que se formam em seus nanocompósitos, eventualmente saindo do material sem causar mais danos.

Demkowicz colaborou com Di Chen, Nan Li, Kevin Baldwin e Yongqiang Wang do Laboratório Nacional de Los Alamos, bem como a ex-aluna Dina Yuryev do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. O projeto foi apoiado pelo programa de Pesquisa e Desenvolvimento Dirigido por Laboratório do Laboratório Nacional de Los Alamos.

"As aplicações em reatores de fusão são apenas a ponta do iceberg, "Demkowicz disse." Acho que o quadro geral aqui está nos sólidos vascularizados, aqueles que são como tecidos com redes vasculares. O que mais poderia ser transportado por meio dessas redes? Talvez calor, eletricidade ou mesmo produtos químicos que possam ajudar a autocura do material. "