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Metal com pequenas fissuras se regenera espontaneamente no vácuo

Na indústria, rachaduras como essas aumentam com o tempo e quebram máquinas. Caso o fenômeno se replique em condições normais de pressão e temperatura, ele é uma esperança contra esse problema.

Por Caio César Pereira
26 jul 2023, 19h22

Em uma das maiores franquias de ação de todos os tempos, O Exterminador do Futuro, James Cameron apresenta um sonho de engenheiros mundo afora: um metal que se regenera sozinho. Agora, pesquisadores americanos parecem ter finalmente observado um comportamento ligeiramente similar ao do ciborgue  T1000.

Cientistas do Laboratório Nacional de Sandia e da Universidade Texas A&M observaram algo até então inédito: fissuras microscópicas em pedaços de platina se remendando espontaneamente.

É importante destacar o quão microscópicas: estamos falando de rachaduras na ordem das dezenas de nanômetros, invisíveis a olho nu e pequenas demais até para uma bactéria passar. 

Para observar o mundo nessa escala, precisamos de microscópicos eletrônicos (nome de um tipo de aparelho que dispara elétrons contra a amostra e determina seu formato pela maneira como essas partículas subatômicas se refletem). É que as ondas de luz visível, com algo entre 400 e 700 nanômetros, são grandes demais para a tarefa. As rachaduras são invisíveis para elas.

A ideia original dos cientistas não era encontrar uma fênix metálica. Eles só queriam ver como a plantina resistia à fadiga. Por isso, submeteram o metal precioso a uma máquina que puxava suas extremidades 200 vezes por segundo (como alguém puxando as orelhas de outra pessoa para irritá-la). Logo, em resposta ao desgaste, surgiram microfissuras.

Em máquinas reais, usadas em fábricas, são fissuras minúsculas desse tipo, geradas por esforços repetitivos, que vão aumentando de tamanho e eventualmente fazem uma peça quebrar.

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Após 40 minutos submetendo a platina à maratona de puxa-e-repuxa, os pesquisadores perceberam que algumas rachaduras começaram a se fechar em vez de aumentar. Algo que já havia sido prevista usando softwares em 2013, mas que nunca tinha sido verificada na prática.

O que levou ao metal se regenerar ainda é incerto, mas temos algumas ideias. Uma possibilidade é que tenha ocorrido algo análogo a um método conhecido como soldagem a frio. Normalmente, uma solda funde duas peças ao aquecê-las até alcançarem o estado líquido. Na soldagem a frio, a temperatura é substituída por pressão.

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O experimento rolou no vácuo – e, na ausência da atmosfera, pressão e temperatura agem de maneiras diferentes sobre os materiais. Essa situação anômala talvez tenha permitido a solda nanoscópica inesperada. 

Essa é uma variável crucial para os interessados em aplicações práticas, já que o remendo espontâneo de metais precisaria ocorrer em condições normais de pressão e temperatura para facilitar sua aplicação hipotética à manutenção de máquinas na rotina da indústria. 

“O grau em que essas descobertas são generalizáveis deve se tornar objeto de muitas pesquisas”, disse em declaração à imprensa Brad Boyce, o porta-voz da equipe. “Nós mostramos isso acontecendo com metais nanocristalinos [um tipo específico de metal] no vácuo, mas não sabemos se é possível induzir esse processo em metais convencionais, no ar.”

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