Os cientistas conseguiram fabricar um tipo de vidro que pode se remontar após ser danificado pelos raios gama.
Os pesquisadores observaram que os filmes de vidro de calcogeneto com defeitos induzidos por raios gama tornaram-se gradualmente inteiros novamente à temperatura ambiente, retornando a um estado de integridade estrutural sem qualquer intervenção adicional.
A descoberta, liderada pelo engenheiro Myungko Kang, da Universidade Alfred, nos EUA, revela um material que pode ser realmente útil em locais como ambientes espaciais, onde a radiação gama flui constantemente, ou instalações radioativas onde sensores resistentes à radiação podem fazer uma grande diferença. .
“As pessoas procuram cada vez mais vidros que tenham transparência óptica semelhante a cristais como o germânio e cuja composição e propriedades possam ser adaptadas para uso em aplicações onde o germânio pode ser usado.” diz a física Kathleen Richardson Da Universidade da Flórida Central.
“Esses vidros estão sendo cada vez mais usados em sistemas onde a comunidade procura alternativas para algumas das soluções de cristal que foram historicamente usadas antes.”
O vidro é um material muito estranho na melhor das hipóteses, mas é extremamente útil em muitos aspectos. Vidros de calcogeneto – Elementos minerais – incluindo enxofre, selênio, telúrio ou polônio – interagem com a luz de maneiras que os tornam úteis para dispositivos ópticos, especialmente na detecção infravermelha.
Kang e seus colegas estavam fabricando esses óculos para uso em circuitos elétricos de satélites, usando quantidades precisamente misturadas de enxofre, germânio e antimônio.
“Esses óculos impedem a entrada de oxigênio, o que os torna especiais para os raios infravermelhos.” Richardson diz“Esses elementos são compostos pelos elementos da extremidade direita da tabela periódica. Quando esses elementos se unem, formam materiais que são muito transparentes à luz infravermelha, mas com átomos muito grandes e ligações fracas.”
Esses vidros devem ser testados sob os estresses aos quais estariam expostos em condições operacionais, um desses estresses para ambientes espaciais é a radiação gama.
Não estamos expostos aos raios gama espaciais aqui na Terra, porque a nossa atmosfera funciona como um escudo muito eficaz, mas o decaimento radioativo de alguns isótopos elementares pode produzir radiação gama.
Para expor suas amostras à luz de alta energia, os pesquisadores as colocaram em radiadores alimentados Cobalto-60É uma forma sintética de cobalto radioativo. Esta exposição criou defeitos microscópicos no vidro, distorcendo as ligações fracas entre os átomos.
O vidro foi então colocado à temperatura ambiente e, após 30 dias, o vidro se recuperou.
“Por serem átomos grandes e ligações fracas, com o tempo, essas ligações podem relaxar e remodelar-se a partir deste arranjo distorcido e, assim, curar-se.” Richardson diz.
“Portanto, o conceito de vidro autocurável é que, quando nossos experimentos são expostos a radiação de alta energia, essas ligações se deformam ou quebram. Com o tempo, a temperatura ambiente é suficiente para curar essas ligações, para que as estruturas possam se reparar.”
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O potencial aqui é bastante interessante. O vidro, ou uma de suas futuras formas, poderá um dia ser usado como um sensor de radiação durável e reversível em ambientes agressivos, por exemplo.
A equipe espera desenvolver ainda mais o vidro e usá-lo como ponto de partida para criar outros tipos de vidro com a mesma capacidade de autocura.
“No futuro, meu novo grupo de pesquisa pretende desenvolver novas cerâmicas induzidas por radiação combinadas com métodos de medição microscópica e óptica in situ como um caminho para a realização de plataformas ópticas leves e ultrarrápidas.” Kang diz.
“Minha pesquisa sob o tema unificador dos efeitos da radiação em cerâmicas de calcogeneto produziu resultados muito influentes.”
A pesquisa foi publicada em Boletim da Sociedade de Pesquisa de Materiais.
