Projetar um metal muito resistente é uma coisa. Permitir que ele se deforme sem quebrar é outra. Pesquisadores da Universidade Purdue conseguiram aproximar essas duas qualidades em um material à base de cobalto e alumínio, até dez vezes mais resistente que alguns aços de construção.
O composto estudado, chamado CoAl, pertence à família dos intermetálicos. Seus átomos estão dispostos em uma estrutura muito ordenada, o que lhe confere grande resistência e boa tolerância a altas temperaturas. No entanto, essa organização também o torna frágil: sob forte tensão, ele pode quebrar antes de se deformar.
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Essa fragilidade limita seu uso em peças submetidas a condições extremas, como turbinas de avião. Esses componentes devem suportar calor, vibrações e forças consideráveis por longos períodos. Um material capaz de permanecer sólido enquanto absorve parte dos choques seria, portanto, de grande interesse.
Para conseguir isso, a equipe não procurou eliminar todos os defeitos do material. Ao contrário, introduziu deliberadamente discordâncias, minúsculas irregularidades no empilhamento dos átomos. Em um metal, elas permitem que as camadas atômicas deslizem umas sobre as outras em vez de provocar uma ruptura brusca.
Os pesquisadores também criaram interfaces amorfas muito finas, ou seja, zonas onde os átomos não seguem mais a ordem cristalina habitual. Sob o efeito da compressão, essas fronteiras tornam-se ativas e favorecem o aparecimento de novas discordâncias. O material encontra, assim, mais maneiras de se deformar.
Os testes revelaram um limite de elasticidade superior a 6 GPa, contra cerca de 0,6 a 1 GPa para aços estruturais muito resistentes. Paralelamente, o nanolaminado suportou mais de 15% de deformação plástica em compressão à temperatura ambiente, sem ruptura imediata.
O material atual é uma estrutura em camadas nanométricas obtida por deposição em fase vapor, e não uma peça maciça pronta para ser industrializada. A transição para uma produção em maior escala constitui agora um dos principais objetivos.
O interesse do estudo, no entanto, vai além do cobalto-alumínio. Se esse método funcionar com outros intermetálicos, poderá abrir caminho para projetar materiais mais adequados para a aeronáutica, energia ou exploração espacial, onde os metais clássicos atingem seus limites.
