Investigadores de várias instituições norte-americanas expuseram pequenas amostras de ouro a pulsos de laser ultracurtos e descobriram que o metal permanece sólido muito para lá do ponto de fusão conhecido. O trabalho, publicado na revista Nature, revela que o ouro resistiu a 19 000 Kelvin — cerca de 18 700 ºC — sem derreter de imediato.
Experiência recorreu a aquecimento ultrarrápido
Para testar os limites do metal, a equipa acelerou o aquecimento até à chamada «catástrofe de entropia», estágio teórico em que a estrutura cristalina deveria colapsar e transformar-se em líquido. O processo foi tão rápido que impediu os átomos de se reorganizarem, fenómeno conhecido como superaquecimento: o material cruza o ponto de fusão tradicional, mas continua sólido durante alguns trilionésimos de segundo.
Segundo os dados recolhidos, o ouro suportou temperaturas 14 vezes superiores ao valor normalmente aceite como ponto de fusão. Os cientistas acompanharam o processo com raios X reflectidos, técnica que permitiu medir a energia absorvida e confirmar que a rede cristalina permanecia intacta durante mais de dois picossegundos.
Modelos teóricos ficam desactualizados
Até agora estimava-se que o superaquecimento pudesse triplicar o ponto de fusão. Os novos resultados obrigam a rever essa previsão e indicam que, quando o aquecimento ocorre em escalas de tempo extremamente curtas, os limites clássicos deixam de se aplicar. «Não violámos as leis da termodinâmica; simplesmente aquecemos o ouro mais depressa do que a física clássica consegue acompanhar», explicou Tom White, professor de física na Universidade de Nevada e co-autor do estudo.
Bob Nagler, do Laboratório Nacional de Aceleradores (SLAC), adiantou que a mesma metodologia será agora testada noutros materiais. Caso se confirmem comportamentos semelhantes, tabelas e diagramas utilizados na indústria e na investigação terão de ser actualizados.
Impacto em engenharia extrema e astrofísica
Compreender como os sólidos respondem a aquecimentos instantâneos é fundamental para áreas que envolvem condições extremas, como colisões de asteroides, falhas em reatores nucleares ou materiais para sondas espaciais. A possibilidade de um sólido manter a integridade em temperaturas tão elevadas pode influenciar o design de componentes expostos a picos térmicos súbitos.
O próximo passo consiste em repetir a experiência com outros metais e compostos. Se a tendência se confirmar, abre-se a porta a novas ligas capazes de enfrentar ambientes até agora considerados destrutivos, redefinindo critérios de segurança e desempenho em várias indústrias.
Imagem: Jatuporn Khuansuwan Shutterstock via olhardigital.com.br
