Saiba hoje mesmo 6 materiais mais duro que existe

Protese de aço

Então, Saiba hoje mesmo 6 materiais mais duro que existe é um artigo que mostra para você uma série de materiais duros. A princípio, a crença popular é que o material mais duro que existe é o diamante, mas isso não é verdade. Assim, o diamante é apenas o material natural mais duro e abundante na Terra.

Então, existem seis materiais que são mais duros que o diamante, de acordo com várias medidas de dureza. Por exemplo: resistência a arranhões, dureza e resistência à tração. Vamos lá apresentar para você 6 materiais mais duro que existe.

1. Nitreto de boro wurtzita

wurtzite boron nitride

O nitreto de boro wurtzita, também conhecido como BN wurtzita, é um composto químico formado por átomos de nitrogênio (N) e boro (B), dispostos em uma estrutura cristalina denominada wurtzita. Sua fórmula química é BN.

A estrutura cristalina da wurtzita é semelhante à do nitreto de zinco (ZnS), com uma disposição de átomos que forma uma rede hexagonal. Cada átomo de nitrogênio está ligado a três átomos de boro e vice-versa, formando uma estrutura tridimensional estável.

O nitreto de boro wurtzita possui várias propriedades interessantes. É um material dielétrico com uma banda proibida ampla, o que o torna um isolante elétrico eficaz. Além disso, apresenta uma alta condutividade térmica, sendo um excelente condutor de calor.

Devido às suas propriedades, o BN wurtzita tem uma variedade de aplicações. Por exemplo: na indústria eletrônica como um substrato para dispositivos semicondutores, devido à sua excelente isolamento elétrico e condutividade térmica. Além disso, utiliza-se BN wurtzita faz parte de revestimento protetor em materiais refratários e em aplicações de alta temperatura, devido à sua estabilidade térmica.

Além disso, o nitreto de boro wurtzita é um excelente lubrificante sólido, com propriedades de baixo atrito e alta resistência ao desgaste. Utiliza-se ele também em aplicações onde a lubrificação eficiente é necessária, como em motores de alta velocidade.

2. Lonsdaleíta

Lonsdaleite

A lonsdaleíta é uma forma cristalina de carbono, também conhecida como carbono hexagonal, que possui uma estrutura semelhante ao diamante, mas com uma organização diferente dos átomos. Em vez de uma estrutura cúbica, a lonsdaleíta apresenta uma estrutura hexagonal. Seu nome é uma homenagem à cristalógrafa britânica Kathleen Lonsdale, que foi uma das primeiras a estudar e descrever essa forma cristalina de carbono.

Então, considera-se a lonsdaleíta uma das formas mais raras de carbono encontradas na natureza. Ele pode vim quando a grafite ou o diamante sofrem altas pressões e temperaturas durante eventos de impacto, como meteoritos atingindo a superfície terrestre. Essas condições extremas causam a reorganização dos átomos de carbono, resultando na formação de lonsdaleíta.

A estrutura cristalina da lonsdaleíta é altamente resistente e possui propriedades físicas diferentes do diamante convencional. Apresenta uma dureza menor que a do diamante, mas é mais resistente a riscos por causa da sua estrutura hexagonal. Além disso, a lonsdaleíta possui uma alta condutividade térmica.

Devido às suas propriedades únicas, a lonsdaleíta tem aplicações potenciais em áreas como materiais superduros, revestimentos resistentes ao desgaste e eletrônica de alta temperatura. No entanto, devido à sua raridade natural, é difícil obter grandes quantidades de lonsdaleíta para aplicações comerciais. Dessa forma, obtém-se a maioria das amostras em laboratório, reproduzindo as condições de alta pressão e temperatura necessárias para sua formação.

3. Carbino

carbino

O carbino, também conhecido como carbono acetilênico linear (LAC), é uma forma hipotética de carbono composta por uma cadeia unidimensional de átomos de carbono ligados por ligações simples e triplas alternadas. Considera-se o carbino uma das formas mais estáveis ​​de carbono sob tensão. Carbyne é um material extremamente forte e rígido, superando o diamante e o grafeno em termos de resistência à tração.

Devido às suas propriedades únicas, o carbyne atraiu um interesse significativo na ciência dos materiais e na nanotecnologia. Ele exibe propriedades mecânicas excepcionais, como alta resistência à tração e módulo de Young, que o tornam potencialmente útil para aplicações em compósitos avançados, nanoeletrônica e armazenamento de energia.

As propriedades eletrônicas de Carbino também são intrigantes. Prevê-se que tenha uma alta condutividade elétrica ao longo de sua cadeia, comparável à dos fios metálicos. Esta propriedade sugere aplicações potenciais em nanoeletrônica e eletrônica molecular.

No entanto, o carbino provou ser um desafio para estudar e produzir experimentalmente. Sua extrema reatividade e instabilidade em condições ambientais dificultam seu isolamento e caracterização. Os pesquisadores fizeram progressos na síntese de cadeias semelhantes a carbinas usando nanotubos de carbono ou grafeno como materiais de partida e aplicando tensões mecânicas ou modificações químicas. Embora essas abordagens tenham fornecido informações valiosas, cadeias de carbinas verdadeiramente isoladas e estáveis ​​permanecem indescritíveis.

4. Grafeno

Grafeno

O grafeno é uma forma bidimensional de carbono, consistindo em uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal. Essa estrutura confere ao grafeno uma série de propriedades excepcionais que o tornam um dos materiais mais estudados e promissores na ciência dos materiais.

O grafeno é extremamente resistente, sendo cerca de 200 vezes mais forte que o aço, apesar de ser muito leve. Além disso, possui alta condutividade elétrica e térmica, sendo considerado um excelente condutor em ambas as áreas. Sua condutividade elétrica é superior à de qualquer outro material conhecido.

Outra característica marcante do grafeno é a sua flexibilidade. Ou seja, você consegue dobrá-lo, curvá-lo e esticá-lo sem perder suas propriedades. Essa maleabilidade o torna ideal para aplicações em dispositivos eletrônicos flexíveis.

O grafeno tem uma ampla gama de aplicações potenciais. Na eletrônica, utiliza-se na fabricação de transistores ultra-rápidos e circuitos integrados de alta velocidade. Na área de energia, emprega-se em células solares de alta eficiência, baterias de alta capacidade e supercapacitores. Também possui potencial em aplicações na área de materiais compósitos, catálise, sensores e dispositivos optoeletrônicos, entre outros.

No entanto, a produção em larga escala do grafeno e sua integração em produtos comerciais ainda enfrentam desafios técnicos e de custo. Atualmente, existem várias técnicas de produção de grafeno, incluindo a esfoliação mecânica do grafite, deposição química de vapor (CVD) e redução de óxido de grafeno. Pesquisas continuam em andamento para melhorar a eficiência e reduzir os custos de produção.

5, Nanofilamento de diamante

Nanodiamond

Nanofilamento de diamante são estruturas filamentares ultrafinas de carbono, com um diâmetro de cerca de alguns nanômetros. Consideram-se esses nanofilamentos como a forma unidimensional mais estável do carbono, com uma estrutura semelhante a um fio, composta por átomos de carbono organizados em uma estrutura cristalina. Esses fios de diamante são objetos de pesquisa e estudo recentemente devido às suas propriedades únicas.

Os Nanofilamento de diamante são extremamente fortes e rígidos, exibindo uma resistência à tração significativamente maior do que o diamante convencional. Acredita-se que essa alta resistência é de natureza unidimensional da estrutura, onde os átomos de carbono formam ligações covalentes muito fortes.

Essas estruturas também apresentam outras propriedades interessantes. Os Nanofilamento de diamante têm uma alta densidade, são quimicamente inertes e possuem uma condutividade térmica relativamente alta. Além disso, eles são flexíveis e se torcem ou dobram-se sem perder suas propriedades estruturais.

As aplicações potenciais dos Nanofilamento de diamante são amplas e incluem áreas como materiais compósitos, eletrônica, catálise, biomedicina e tecnologia espacial. Sua alta resistência e rigidez os tornam candidatos promissores para materiais estruturais leves e fortes, como na fabricação de componentes de alta resistência em aeronaves ou satélites.

6. Fulereno ultraduro

Fulereno

Então, o termo “fulereno ultraduro” refere-se a uma forma de carbono conhecida como fulereno C60 ultraduro. Assim, os fulerenos são moléculas de carbono com átomos de carbono em uma estrutura esférica, semelhante a uma bola de futebol.

O fulereno C60 ultraduro é uma variante do fulereno C60 tradicional que foi submetida a um tratamento de alta pressão. Esse processo de alta pressão causa uma reorganização dos átomos de carbono dentro da estrutura esférica do C60, resultando em uma forma extremamente dura e resistente do material.

O fulereno C60 ultraduro exibe propriedades notáveis de dureza, com uma resistência ao risco e à deformação que supera a maioria dos materiais conhecidos. Considera-se fulereno ultraduro é  um dos materiais mais duros já produzidos, rivalizando com a dureza do diamante. Além disso, mantém uma estabilidade térmica excepcionalmente alta.

Essas propriedades tornam o fulereno C60 ultraduro interessante para várias aplicações. Por exemplo: material de revestimento resistente ao desgaste em componentes mecânicos de alta performance, como rolamentos ou ferramentas de corte. Também pode encontrar aplicação em indústrias onde a resistência à abrasão e a durabilidade são essenciais, como na produção de polimentos e abrasivos.

Considerações finais

Então, o assunto “Saiba hoje mesmo 6 materiais mais duro que existe” foi interessante?  Dessa forma, você agora você se perguntar e o fero que tipo de material ele forma?  Assim, convidamos você a descobrir mais nos artigos abaixo. Acesse ai para descobrir mais sobre esses metais.

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