Tradicionalmente, os vazios ou poros em materiais são vistos como falhas fatais, responsáveis pela degradação severa do desempenho mecânico, e, por isso, devem ser eliminados durante a fabricação. Contudo, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Jin Haijun, do Instituto de Pesquisa de Metais (IMR) da Chinese Academy of Sciences (Academia Chinesa de Ciências), está desafiando essa noção.
De acordo com Chinese Academy of Sciences, o estudo foi publicado na Science e a equipe que desenvolveu o projeto propôs que, se incorporados corretamente, esses vazios podem, na verdade, melhorar as propriedades mecânicas de um material.
O resultado dessa investigação é o desenvolvimento de um novo material denominado ouro disperso nanovoid (NVD Au). Ao contrário da abordagem tradicional, onde vazios em materiais são considerados indesejáveis, o NVD Au é criado intencionalmente com uma grande quantidade de vazios em nanoescala.
Processo de corrosão
Esses vazios variam em tamanho, desde alguns nanômetros até várias centenas de nanômetros, e são distribuídos uniformemente por todo o material. Para obter essa estrutura, os pesquisadores combinaram um processo de corrosão, chamado deliga, com tratamentos de compressão e recozimento térmico.
Os resultados surpreenderam a comunidade científica. O NVD Au demonstrou melhor resistência e ductilidade em comparação com o ouro totalmente denso. Isso significa que o material não apenas suporta cargas mais altas, mas também pode ser estendido a maiores comprimentos sem fraturar. Esta descoberta é particularmente significativa, pois contraria o efeito normalmente observado em materiais com grandes vazios, como aqueles produzidos por sinterização de pó ou manufatura aditiva, onde tais poros geralmente resultam em fraqueza estrutural.
As excelentes propriedades mecânicas do NVD Au são atribuídas a interações aprimoradas de deslocamento e superfície de deslocamento, bem como à supressão da nucleação de trincas na estrutura. Jin Haijun explica: "Alcançamos o fortalecimento do NVD e a redução da densidade simultaneamente, o que também resultou na redução de peso. Além disso, como não envolve nenhuma mudança de composição ou fase, as excelentes propriedades físicas e químicas do material base foram amplamente preservadas".
