Um novo material pode encontrar aplicações em componentes aeroespaciais e implantes médicos
Uma equipe de pesquisa australiana criou o material com temperatura mais estável de todos os tempos. Este novo material um expansão térmica zero (ZTE) composto de escândio, alumínio, tungstênio e oxigênio, não sofreu alterações de volume em nenhuma mudança de temperatura de 4 a 1400 graus Kelvin (de -269 a +1126 ° C, de -452 a +2059 ° F).
É uma faixa de temperatura mais ampla, dizem os cientistas da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW), do que qualquer outro material descoberto até agora.
Poderia fazer Sc ortorrômbico 1,5 Al 0,5 W 3 O 12 (Este é o seu nome. Imediatamente adere à sua mente, certo?) Uma ferramenta muito útil para quem projeta coisas que devem funcionar em ambientes com uma faixa de temperatura extrema.
Um salto no espaço, a qualquer temperatura
Exemplos de onde isso pode ser útil incluem coisas como design aeroespacial, em que os componentes são expostos a frio extremo no espaço e calor extremo no lançamento ou reentrada.
Este novo material mantém exatamente o mesmo volume, desde uma temperatura próxima do zero absoluto, até aquele encontrado na asa de uma aeronave hipersônica viajando a Mach 5.
Outras aplicações possíveis são as da área médica: lá a temperatura não varia muito, mas mesmo um pequeno salto é suficiente para causar problemas críticos.
A descoberta de material “invulnerável” à temperatura? Por puro acaso
“Estávamos realizando experimentos com esses materiais em pesquisas de baterias, para diversos fins, e por acaso nos deparamos com uma propriedade singular dessa composição específica”, diz o professor associado. Neeraj Sharma.
No nível molecular, os materiais geralmente se expandem porque um aumento na temperatura leva diretamente a um aumento no comprimento das ligações atômicas entre os elementos. Às vezes, também faz com que os átomos girem, levando a estruturas mais espaçosas que afetam o volume geral.
Não com essas coisas.
A equipe observou o comportamento deste material através de um enorme espectro de temperatura, notando “apenas pequenas mudanças nas ligações, na posição dos átomos de oxigênio e nas rotações dos arranjos atômicos”.
Os pesquisadores estão agora tentando entender o mecanismo exato por trás dessa resistência a temperaturas extremas.
Próximos passos
“Qual parte atua e em que temperatura? Essa é a próxima pergunta”, diz Sharma. que acrescenta: “o escândio é mais raro e mais caro, mas estamos experimentando outros elementos que possam substituí-lo mantendo a mesma estabilidade”.
Deixando o escândio de lado, os outros elementos estão amplamente disponíveis. Este prodigioso material com temperatura não deve, portanto, apresentar obstáculos à produção em larga escala.
O artigo está disponível na revista Chemistry of Materials (leia aqui) e o vídeo abaixo oferece uma visão geral do material.
