Vazios ou poros geralmente são vistos como falhas fatais que degradam severamente o desempenho mecânico de um material e devem ser eliminados na fabricação.

No entanto, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Jin Haijun do Instituto de Pesquisa de Metais (IMR) da Academia Chinesa de Ciências propôs que a presença de vazios nem sempre é perigosa. Em vez disso, os vazios podem ser benéficos se forem adicionados "corretamente" ao material.

A equipe demonstrou que um metal com um grande número de vazios em nanoescala apresenta melhor desempenho mecânico em comparação com amostras sem vazios.

Este trabalho foi publicado na Science.

O novo material desenvolvido pela equipe foi apelidado de ouro disperso nanoverde (NVD Au). Ele contém um grande número de vazios em nanoescala, com tamanhos que variam de alguns nanômetros a várias centenas de nanômetros. Esses vazios são distribuídos uniformemente por todo o material. A fabricação de NVD Au combina um processo de corrosão chamado desalojamento com tratamentos de compressão e recozimento térmico.

Os pesquisadores descobriram que o NVD Au mostra resistência e ductilidade melhoradas em tensão em comparação com o Au totalmente denso. Em outras palavras, o NVD Au com nanovoides dispersos é capaz de suportar cargas maiores e pode ser puxado para comprimentos maiores sem fratura.

Este é exatamente o oposto do efeito observado em materiais com grandes vazios que são preparados por sinterização de pó ou manufatura aditiva. As excelentes propriedades do NVD Au são atribuídas a interações de superfície de deslocamento aprimoradas e nucleação de trinca suprimida nesta estrutura.

"Conseguimos tanto o fortalecimento do NVD quanto a redução da densidade simultaneamente, e assim obtivemos a leveza", disse Jin. "Além disso, não envolve nenhuma mudança de composição ou fase, de modo que as excelentes propriedades físicas/químicas do material base podem ser amplamente preservadas."

Essa abordagem de fortalecimento pode ser explorada para uso em muitas áreas, desde eletrônicos portáteis até fabricação de aviação.

O estudo foi conduzido em colaboração com cientistas da Academia de Materiais de Liaoning e da Universidade de Ciência e Tecnologia de Nanquim.