p Os engenheiros mecânicos e cientistas de materiais da UCLA desenvolveram um processo que usa nanopartículas para fortalecer a estrutura atômica do vidro. O resultado é um produto pelo menos cinco vezes mais resistente do que qualquer vidro disponível atualmente. p O processo pode produzir vidro útil para aplicações industriais - em componentes de motores e ferramentas que podem suportar altas temperaturas, por exemplo, bem como para portas, tabelas e outros elementos arquitetônicos e de design.

p O estudo foi publicado online na revista Materiais avançados e será incluído em uma futura edição impressa. Os autores escreveram que a mesma abordagem também poderia ser usada para a fabricação de cerâmicas mais resistentes que poderiam ser usadas, por exemplo, em componentes de espaçonaves que são mais capazes de resistir ao calor extremo.

p Na ciência dos materiais, "tenacidade" mede quanta energia um material pode absorver - e quanto pode deformar - sem se quebrar. Enquanto o vidro e a cerâmica podem ser reforçados com tratamentos externos, como revestimentos químicos, essas abordagens não mudam o fato de que os próprios materiais são frágeis.

p Para resolver esse problema, os pesquisadores da UCLA pegaram uma sugestão da estrutura atômica dos metais, que pode levar uma pancada e não quebrar.

p "As ligações químicas que mantêm o vidro e a cerâmica juntos são bastante rígidas, enquanto as ligações em metais permitem alguma flexibilidade, "disse Xiaochun Li, o professor de manufatura Raytheon na Escola de Engenharia da UCLA Samueli, e o investigador principal do estudo. “Em vidro e cerâmica, quando o impacto é forte o suficiente, uma fratura se propagará rapidamente através do material em um caminho quase reto.

p "Quando algo atinge um metal, suas ligações químicas mais deformáveis ​​agem como absorvedores de choque e seus átomos se movem enquanto mantêm a estrutura unida. "

p Os pesquisadores levantaram a hipótese de que, ao infundir vidro com nanopartículas de carboneto de silício, uma cerâmica parecida com metal, o material resultante seria capaz de absorver mais energia antes de falhar. Eles adicionaram as nanopartículas em vidro fundido a 3, 000 graus Fahrenheit, o que ajudou a garantir que as nanopartículas fossem uniformemente dispersas.

p Uma vez que o material solidificou, as nanopartículas incorporadas podem atuar como barreiras para possíveis fraturas. Quando ocorre uma fratura, as partículas minúsculas o forçam a se ramificar em redes minúsculas, em vez de permitir que siga um caminho reto. Essa ramificação permite que o vidro absorva significativamente mais energia de uma fratura antes que ela cause danos significativos.

p Sinterização, em que um pó é aquecido sob pressão, e então resfriado, é o principal método de fabricação de vidro. Também foi o método usado em experimentos anteriores por outros grupos de pesquisa para dispersar nanopartículas em vidro ou cerâmica. Mas nesses experimentos, as nanopartículas não foram espalhadas uniformemente, e o material resultante tinha resistência irregular.

p Os blocos de vidro que a equipe da UCLA desenvolveu para o experimento eram um tanto leitosos, ao invés de claro, mas Li disse que o processo pode ser adaptado para criar vidro transparente.