Esquema estrutural do alumínio supertetraédrico, criado por analogia com o diamante. [Imagem: Iliya Getmanskii et. al. (2017)]

Esquema estrutural do alumínio supertetraédrico, criado por analogia com o diamante. [Imagem: Iliya Getmanskii et. al. (2017)]

Se os metais fossem agrupados como lutadores de boxe, o alumínio seria peso-leve. Mas uma forma cristalina recém-descoberta é mais leve que a água e poderia ser classificada como peso-pena

Por mais leve que seja, não se vê colheres de alumínio flutuando na água da pia enquanto se lava a louça. Extremamente maleável, este metal prateado foi isolado pela primeira vez por Friedrich Wöhler em 1827 e desde então está presente numa infinidade de objetos — das banais colheres e panelas a trens e aviões supervelozes. Parte de sua leveza e resistência deve-se à sua estrutura cúbica de faces centradas.

Seria possível deixar o alumínio ainda mais leve? Essa foi a pergunta ouvida pelo químico russo Alexander Boldyrev, professor de química e bioquímica da Universidade Estadual de Utah (EUA). Em busca de respostas, ele recorreu a seus colegas da Universidade Federal do Sul da Rússia, em Rostov-sobre-o-Don. “A abordagem dos meus colegas a esse desafio foi bastante inovadora”, explicou Boldyrev em comunicado ao Phys.org. “Eles começaram com uma estrutura cristalina conhecida — no caso, o diamante — e substituíram cada átomo de carbono por um tetraedro de alumínio”.

Por meio de simulações computacionais, Boldyrev et. al. descobriram que essa restruturação do alumínio é possível e resulta numa forma ultra-leve do metal. Enquanto o alumínio convencional tem uma densidade de 2,7 gramas por centímetro cúbico, a versão tetraédrica tem apenas 0,61 g/cm3 — tão leve que uma colher feita desse material poderia flutuar na água. Cálculos realizados pela equipe de cientistas russos confirmaram que esse novo tipo de alumínio cristalino não só é bem leve como estável. Os resultados foram publicados on-line pelo Journal of Physical Chemistry C.

Essa descoberta abre as portas para ainda mais aplicações para esse metal abundante, resistente à corrosão, não-magnético, relativamente fácil de produzir e de reciclar. Segundo Boldyrev, o novo material pode se tornar útil na indústria aeroespacial, na medicina e na fabricação de autopeças. No entanto, isso ainda depende de novos testes.

Por mais bem-feitas que tenham sido, as simulações computacionais e os cálculos dos pesquisadores não foram capazes de revelar características importantes como a resistência do alumínio peso-pena. Para isso, será necessário verificar como fabricar esse novo lutador metálico. Ainda vai levar um tempo até termos colheres de alumínio boiando na pia da cozinha repleta de louça pra lavar…

Referência

rb2_large_gray25Getmanskii, Iliya V. et. al. Supertetrahedral Aluminum – A New Allotropic Ultra-Light Crystalline Form of Aluminum [Alumínio Supertetraédrico – uma nova forma alotrópica ultra-leve e cristalina de alumínio].  Journal of Physical Chemistry C. 18 September 2017. DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b07565

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