Vidros Metálicos?

Não há como negar a importância que os materiais exercem na existência dos seres vivos. Quando um pássaro usa uma fibra qualquer na fabricação de seu ninho, por exemplo, está, mesmo que inconscientemente, aplicando características estruturais de um material para sobreviver e perpetuar sua própria espécie. Com o ser humano, não poderia ser diferente.

Há mais de 6000 anos, o homem já dominava as técnicas fundamentais que constituem a base da metalurgia. A partir da chamada Idade dos Metais, a utilização dos materiais metálicos vem se diversificando a cada nova propriedade descoberta.

Na segunda metade do século passado, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) descobriram que se uma liga metálica fundida fosse solidificada suficientemente rápida e homogeneamente, seus átomos não teriam tempo ou energia para se ordenarem em um cristal, dando origem ao que foi chamado de vidro metálico.

Apesar de se tratar de uma liga metálica conhecida, este “novo” material possuía características bastante diferentes daquelas apresentadas por seu correspondente cristalino. Sem a ordenação atômica de um cristal, as propriedades mecânicas inerentes à existência e movimentação de defeitos cristalinos se apresentavam drasticamente diferentes. Citam-se, como exemplo, as elevadas resistência, dureza, tenacidade e elasticidade.

Estudando-se outras ligas, verificou-se também que a ausência de contornos de grãos — superfícies que separam duas regiões cristalinas, com átomos ordenados, distintas —, comuns nos materiais policristalinos, promovia maior resistência à corrosão e à abrasão. Nas ligas ferro-magnéticas, constatou-se uma maior resistividade elétrica e fácil magnetização e desmagnetização, minimizando as perdas elétricas em diversas aplicações.

A aplicação dessas intrigantes propriedades, entretanto, esbarrava em um problema prático: como atingir as taxas de resfriamento, da ordem de milhões de graus Kelvin por segundo, necessárias para se inibir a cristalização do metal?

A solução inicialmente encontrada foi a fabricação de vidros metálicos na forma de fitas, já que taxas de resfriamento tão altas só poderiam ser atingidas com pelo menos uma das dimensões — no caso a espessura — muitíssimo reduzida. A aplicação de tais produtos, entretanto, era demasiadamente restrita.

Muitas pesquisas foram realizadas, tanto nos processos de produção quanto no desenvolvimento de novas ligas metálicas com menor tendência a cristalização. Atualmente, já existem ligas metálicas que se solidificam em uma estrutura amorfa — não cristalina — com taxas de resfriamento bem menores que aquelas no advento dos vidros metálicos, possibilitando a obtenção de peças com dimensões de dezenas de milímetros.

Isso possibilitou o estudo mais aprofundado das propriedades e características dos metais amorfos, promovendo, consequentemente, novas aplicações desses materiais. Hoje já é possível encontrar ligas de vidro metálico sendo empregadas na composição de diferentes equipamentos.

Dado o alto custo de produção, a utilização ainda está restrita às áreas pouco sensíveis a preço como componentes para satélites, armamentos militares ou artigos esportivos de alto desempenho. Entretanto, com o domínio cada vez maior da tecnologia de processamento dos vidros metálicos, a tendência é de diminuição dos custos envolvidos, possibilitando seu uso em diversos outros campos da atividade humana.

Dentre as aplicações comerciais já encontradas atualmente, vale destacar os implantes cirúrgicos — devido às elevadas biocompatibilidade e resistência à corrosão — e os tacos de baseball ou golf, dada a eficiente transferência de energia mecânica proporcionada pelo material.