Ao contemplar o material mais duro do mundo inventado pelo homem, a maioria das pessoas pensa imediatamente em diamantes. E é sem dúvida um dos materiais mais rígidos do planeta. Porém, existem materiais que superam até mesmo os diamantes em termos de durabilidade e resistência.
Neste artigo vamos contar qual é o material mais duro do mundo e o que torna uma substância dura.
O que é dureza
Quando falamos em pureza, a dureza de uma substância é determinada pela sua composição atômica e molecular. Esta composição pode ser criada através de um número infinito de combinações possíveis, e a combinação específica de elementos de cada material é o que determina, em última análise, seus atributos químicos e físicos únicos.
Devido à sua estrutura atômica, o carbono é um material excepcionalmente único. Apesar de ter apenas seis prótons em seu núcleo, o carbono é capaz de formar inúmeras ligações complexas graças à versatilidade de suas geometrias de ligação. Também digna de nota é a capacidade do carbono de se combinar consigo mesmo, especialmente em altas pressões, onde uma rede cristalina estável pode ser gerada. Sob estas condições ideais, os átomos de carbono podem criar uma estrutura notavelmente durável conhecida como diamante.
Desde o advento da nanotecnologia, reconhece-se agora que existem pelo menos seis classificações de substâncias que excedem a resistência dos diamantes. Além disso, é muito provável que este montante aumente no futuro.
O material mais duro do mundo
Wurtzita
Wurtzita é famosa por sua durabilidade excepcional, muitas vezes comparada à resistência do magma endurecido de um vulcão. Utilizando outros átomos além do carbono, é possível gerar um cristal com nitreto de boro (BN) como um dos componentes. Isto cria inúmeras possibilidades à medida que o quinto e o sétimo elementos da tabela periódica unem forças. A combinação resultante pode existir em várias formas, incluindo amorfa (não cristalina), hexagonal (semelhante à grafite), cúbica (um pouco mais macia que o diamante) e wurtzita.
De todas as variações possíveis, a forma final é a mais estranha e tremendamente árdua de produzir. A Wurtzita surge apenas durante erupções vulcânicas e foi encontrada em quantidades limitadas, portanto suas propriedades exatas de dureza não foram testadas em maior escala. No entanto, a wurtzita constitui um tipo diferente de rede cristalina, que é tetraédrica em vez de cúbica de face centrada. As últimas simulações indicam que supera o diamante em 18% em termos de dureza.
Lonsdaleite
Lonsdaleíta é um mineral cuja dureza é tema de interesse, principalmente no campo da pesquisa de meteoritos. Se imaginássemos um cenário em que um meteorito contendo carbono, especificamente grafite, entrasse na atmosfera terrestre e entrasse em contato com o nosso planeta, seria lógico supor que este corpo estaria extremamente quente no momento do impacto. Porém, a verdade é que apenas as camadas externas do meteorito estariam sujeitas ao aquecimento, enquanto o interior permanece frio durante a maior parte de sua jornada até a Terra.
Após o impacto, as forças internas exercidas não têm paralelo com qualquer outro fenômeno natural na superfície da Terra. Essa imensa pressão faz com que o grafite sofra uma transformação, resultando em uma estrutura altamente cristalina. Ao contrário do diamante, esta estrutura não é cúbica, mas hexagonal, o que produz uma dureza que excede o diamante em 58%.
Dyneema
Dyneema é uma fibra conhecida por ser mais resistente que o aço. Afastando-nos das substâncias naturais, passaremos aos materiais sintéticos. Ao falar em Dyneema, é importante ressaltar que se trata de um polímero termoplástico de polietileno com uma característica extraordinária: seu peso molecular é muito elevado. A maioria das moléculas consiste em cadeias de átomos que possuem um total de alguns milhares de unidades de massa atômica (prótons e/ou nêutrons).
No entanto, o UHMWPE (polietileno de ultra-alto peso molecular) contém cadeias com massa molecular de milhões de unidades de massa atômica. Essas cadeias longas resultam em interações intermoleculares aprimoradas, criando finalmente o Dyneema, um material incrivelmente robusto. Na verdade, possui a maior resistência ao impacto de todos os termoplásticos reconhecidos. Este material é tão forte que supera todos os outros cabos de amarração e reboque do mercado. Ele ainda tem a capacidade de parar balas, apesar de ser mais leve que a água. Na verdade, Dyneema é quinze vezes mais forte que igual quantidade de aço.
Liga metálica amorfa ou vidro metálico
Duas propriedades cruciais de todas as substâncias físicas são a resistência, ou a quantidade de força que podem suportar, e a tenacidade, ou a sua capacidade de resistir à fratura. Usamos como exemplo a cerâmica: ela é forte, mas não muito dura; Eles podem empatar com um impacto menor. Porém, um grupo de cientistas e pesquisadores descobriu em 2011 um novo tipo de vidro microligado, composto por cinco elementos: fósforo, silício, germânio, prata e paládio. Este material inovador é mais durável que o aço.
buckypaper
Desde o final do século XX, está comprovado que existe um tipo de carbono mais resistente que o diamante: os nanotubos de carbono. Ao organizar os átomos de carbono em formato hexagonal, obtém-se uma estrutura cilíndrica sólida, mais estável do que qualquer outra estrutura descoberta pelo homem. Cada nanotubo tem entre 2 e 4 nanômetros de diâmetro, mas cada um é impressionantemente forte e durável. Os nanotubos de carbono pesam apenas 10% do aço, mas sua resistência é centenas de vezes maior. Eles também são resistentes ao fogo, possuem excelente condutividade térmica e notáveis capacidades de blindagem eletromagnética. Este material tem diversas aplicações em áreas como física de materiais, eletrônica, tecnologia militar e biologia.
Como você pode ver, existem materiais que destronaram o diamante como o material mais duro do mundo. Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre o material mais duro do mundo e suas características.