Cientistas japoneses apresentaram uma nova estratégia para lidar com a chamada "crise dos elementos raros".
Essa crise foi deflagrada pela crescente demanda por elementos como o lítio, usado em baterias, e pelos elementos da família das terras raras, como o disprósio e o neodímio, usados em ímãs permanentes de discos rígidos e geradores solares.
Estratégia dos elementos onipresentes
Há poucos dias, uma equipe da Universidade de Tóquio anunciou a descoberta grandes depósitos de minerais de terras raras no Oceano Pacífico.
Mas Hideo Hosono e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Tóquio acreditam ter uma solução mais pronta: sintetizar os elementos raros a partir de elementos mais abundantes.
Chamada por eles de "estratégia dos elementos onipresentes", a técnica consiste em sintetizar materiais industrialmente importantes, sejam eletrônicos, termiônicos ou estruturais, usando materiais de baixo custo disponíveis comercialmente.
E eles já começaram a fazer isto na prática: a equipe descreveu suas pesquisas na síntese e aplicações de óxidos baseados em um conjunto dos 20 a 30 elementos mais abundantes, incluindo silício, alumínio, cálcio, sódio e magnésio.
A chave para essa estratégia dos elementos onipresentes é um conhecimento profundo do papel que cada um dos elementos desempenha nas propriedades físicas dos materiais, um conhecimento que está se tornando disponível a partir das pesquisas com nanopartículas desses materiais.
Cerâmicas de alta tecnologia
O grupo descreve a síntese, as propriedades e as aplicações de memórias não-voláteis, emissores de campo eletrônicos e materiais fotoemissores a partir de uma cerâmica (12CaO*7Al2O3 [C12A7]).
Os pesquisadores citam também a produção de oxigênio ionizado, que é importante para a indústria eletrônica na fabricação de diodos de silício sobre semicondutores - o método tradicional usa uma ação catalítica da platina, um metal cada vez mais escasso e caro.
O método substituto produz grandes quantidades de oxigênio atômico pelo aquecimento por incandescência de um tubo de 2 milímetros de diâmetro feito de zircônia, uma cerâmica, dopada com óxido de ítrio.
Na área de materiais estruturais, outra cerâmica (3Al2O3*2SiO2) mostrou-se superior às ligas de alumínio usadas na construção dos envoltórios externos de espaçonaves e satélites espaciais.
Já a SrTiO3/TiO2 mostrou um incremento de cinco vezes no efeito Seebeck em relação ao material bruto - o efeito Seebeck é o efeito apresentado pelos materiais termoelétricos, que transformam calor diretamente em eletricidade.
Foco nas cerâmicas
Os exemplos citados no artigo - uma lista bastante longa - resultam tanto de pesquisas do próprio grupo quanto de outros pesquisadores.
Isso mostra que a estratégia dos elementos onipresentes já é uma realidade, e só precisa ser encarada como um método de pesquisas para que novos substitutos dos elementos raros sejam encontrados.
E, a julgar pelos desenvolvimentos já alcançados, as cerâmicas passarão a ser alvos de pesquisa cada vez mais interessantes.
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