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Descoberto o material mais resistente do mundo, superando em até 10 vezes o grafeno, Kevlar – e não é o diamante!

Escrito por Valdemar Medeiros
Publicado em 18/06/2024 às 00:19
Descoberto o material mais resistente do mundo, superando em até 10 vezes o grafeno, Kevlar - e não é o diamante!
Foto: Ilustração esquema Nitreto de Boro

Conheça o Nitreto de Boro (h-BN), o material mais resistente do mundo, superando o grafeno em 10 vezes. Este inovador material é ainda mais forte que o diamante, oferecendo novas possibilidades para aplicações industriais e tecnológicas.

O grafeno é amplamente conhecido como um dos materiais mais resistentes do mundo. No entanto, ele tem um parente próximo chamado nitreto de boro hexagonal (h-BN), que é ainda mais resistente que o diamante. Embora o grafeno seja famoso por suas propriedades excepcionais, o nitreto de boro hexagonal se destaca por sua resistência superior, abrindo novas possibilidades para aplicações industriais e tecnológicas. Descubra mais sobre este incrível material que está redefinindo os limites da resistência e durabilidade.

Saiba onde o material mais resistente do mundo é usado

Com capacidade para suportar até 10 vezes mais que o grafeno, o nitreto de boro hexagonal, também é um material bidimensional, com apenas uma camada atômica de espessura, e chegou a ser usado pela indústria de cosméticos nos anos 40. Ele foi abandonado devido ao seu alto preço, contudo ressurgiu nos anos 90, quando a tecnologia tornou sua produção mais barata.

Atualmente, ele é usado em quase todos os cosméticos, devido sua capacidade de absorver o excesso de sebo facial e dispersar os pigmentos uniformemente, e como uma camada protetora em eletrônicos, devido à sua capacidade de isolamento contra eletricidade e por resistir a temperaturas de até 1000 ºC.

Contudo, até então, os cientistas nunca haviam compreendido a razão da resistência mecânica extrema do nitreto de boro hexagonal, já que essa propriedade, tecnicamente chamada de tenacidade, é muito maior que em materiais com estruturas semelhantes.

Yingchao Yang e outros cientistas de Cingapura e dos EUA agora finalmente realizaram um experimento e repetiram mais de 1.000 horas, que revelou os segredos do material mais resistente que diamante.

Como foram os testes com o material mais resistente do mundo?

Quando Yang examinou o material mais resistente que diamante conforme ele era exposto ao estresse, foi observado que quaisquer quebras no material se ramificam como bifurcações em uma estrada, em vez de viajarem direto pelo material, o que significa que as fraturas no nitreto de boro têm menos probabilidade de crescer quando mais estresse é aplicado.

Segundo Huajian Gao, cuja equipe descobriu o princípio que governa a resistência dos metais e que, mais recentemente ajudou a criar uma versão nanotecnológica do concreto armado, os experimentos mostram que o nitreto de boro é o material mais resistente do mundo.

O que torna o trabalho tão emocionante é que ele revela um mecanismo de endurecimento intrínseco neste material, que deve ser frágil, pois tem apenas um átomo de espessura. Isto é inesperado, pois várias vezes há uma compensação entre a resistência e fragilidade dos nanomateriais.

A equipe afirma que essa nova compreensão das propriedades exclusivas do material mais resistente do mundo pode abrir caminho para o projeto de novos materiais flexíveis para a eletrônica.

Diferenças entre nitreto de boro e Grafeno

Parecidos, tanto o nitreto de boro quanto o grafeno estão dispostos em hexágonos interconectados. Contudo, os hexágonos no grafeno consistem apenas de átomos de carbono, enquanto cada hexágono no h-BN consiste em três átomos de nitrogênio e três átomos de boro.

Essa diferença na composição é o que faz com que uma rachadura em movimento no material mais resistente que diamante se ramifique, e essa tendência a se ramificar ou virar significa que é necessário mais energia para que uma rachadura avance. Em comparação, o grafeno quebra mais facilmente porque as fraturas viajam diretamente pelo material, como um zíper.

Os pesquisadores afirmam que a resistência do nitreto de boro pode torná-lo a opção ideal para fazer eletrônicos flexíveis resistentes a rasgos, como dispositivos médicos vestíveis e celulares dobráveis. Ele também pode ser adicionado para fortalecer compostos feitos de outros materiais bidimensionais, que tendem a ser frágeis.

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Valdemar Medeiros

Jornalista em formação, especialista na criação de conteúdos com foco em ações de SEO. Escreve sobre Indústria Automotiva, Energias Renováveis e Ciência e Tecnologia

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