[Blog do Professor Carlão]

A revista Nature, em sua edição de hoje (25/11/2010) anuncia uma promissora notícia sobre produção comercial de extensas folhas de grafeno - a estrutura de uma única camada atômica de carbono em arranjos hexagonais, que valeu o Prêmio Nobel de Física de 2010 a André Geim e Konstantin Novoselov.  A novidade vem de experimentos realizados pelo grupo de pesquisas liderado por J.M Tour da Rice University – Texas/EUA, em que uma extensa área de grafeno de alta qualidade pode ser produzida com espessura controlável a partir de diferentes fontes de carbono sólido.  Os pesquisadores depositaram as camadas em um substrato catalisador metálico mantido em temperaturas abaixo de 800 °C. Foram produzidas camadas tanto de grafeno puro quanto o grafeno combinado com outros elementos.  O Grafeno é um material promissor pois apresenta propriedades condutoras, mecânicas e estruturais excepcionais. Trata-se de um material bidimensional que é mais resistente que o diamante, e agora é considerado o mat

Para se ter uma completa compreensão do fenômeno do desgaste, é preciso que sejam considerados outros dois aspectos, isto é, a fricção e a lubrificação. Assim, define-se a palavra tribologia , do grego tribo (fricção, atrito), que é a ciência e tecnologia da interação de superfícies em movimento relativo, sendo que esta incorpora o estudo da fricção, lubrificação e desgaste. Em muitos casos, baixa fricção é desejável. A operação satisfatória de articulações, como a do quadril humano, por exemplo, demanda uma baixa força de fricção. Contudo, baixa fricção não é necessariamente benéfica em todos os casos. Em sistemas mecânicos, como os freios e embreagens, fricção é essencial. Uma alta força de fricção também é desejável entre o pneu de um veículo e a superfície do pavimento, assim como é importante entre o calçado e o piso durante a marcha. O mundo em que vivemos seria completamente diferente se não houvesse a fricção entre os corpos ou se esta fosse menos intensa. Sempre que duas s

S ISTEMA I NTERNACIONAL DE U NIDADES (SI) Sistema MKS Giorgi Comprimento M Massa K Tempo s s (segundo) m (metro) Kg (quilograma) Na Mecânica aplicam-se dois outros sistemas conforme mostram as tabelas a seguir:       Sistema CGS Comprimento C Massa G Tempo s cm (centímetro) g (grama) s (segundo) Sistema MK*S ou MKS Técnico Comprimento M Força K* Tempo S s (segundo) m (metro) kgf (quilograma-força) Outras Unidades Nome Símbolo Fator de Multiplicação Exa E 10 18 = 1 000 000 000 000 000 000 Peta P 10 15 = 1 000 000 000 000 000 Tera T 10 12 = 1 000 000 000 000 Giga G 10 9 = 1 000 000 000 Mega M 10 6 = 1 000 000 Quilo k 10 3 = 1000 Hecto h 10 2 = 100 Deca da 10 Deci d 10 -1 = 0,1 Centi c 10 -2 = 0,01 Mili m 10 -3 = 0,001 Micro p. 10 -6 = 0,000 001 nano n 10 -9 = 0,000 000 001 pico p 10 -12 = 0,000 000 000 001 femto f 10 -15 = 0,000 000 000 000 001 atto a 10 -18 = 0,000 000 000 000 000 001 Nome da Unidade Sí

Todo sólido cristalino tem um arranjo ordenado de empacotamento de seus átomos nos três eixos cartesianos. Esta estrutura tridimensional é chamada retículo cristalino . Na natureza existem 14 possíveis retículos cristalinos (redes de bravais), os quais podem ser agrupados em 7 sistemas. Aqui será tratado apenas o sistema cúbico, que possui três possíveis retículos (veja figura), nos quais se empacotam os átomos dos metais cristalinos.                                                    Os três tipos de células unitárias cúbicas Na fila de cima aparecem os pontos de rede de cada célula. Na fileira de baixo os pontos são ocupados por esferas que representam os átomos ou íons da rede. Todas as esferas representam átomos ou íons idênticos, centrados nos pontos de rede. Observe que as esferas nos vértices dos cubos de corpo centrado ou de face centrada não se tangenciam. Na célula de corpo centrado, o átomo de cada vértice é tangente ao átomo central, e na célula de face centra

Centro de um átomo em cada vértice e nos centros das faces do cubo (célula). Direção de empacotamento: diagonal de cada face. Exemplos: cobre, alumínio, prata e ouro. 4 átomos em cada célula. NC = 12 FEA = 0.74 (alto) Relação aresta da célula / Raio atômico: a 2 + a 2 = (4R) 2      a = 2 R (2) 1/2                                                  Exemplo: Determinar o volume da célula unitária da estrutura cristalina CFC. a 2 + a 2 = (4R) 2 Logo: a = 2R(2) 1/2 Vc = a 3 = [2R(2) 1/2 ] 3 = 2 3 R 3 [(2) 1/2 ] 3 = 16 R 3 (2) 1/2 Calcular o FEA para estrutura cristalina CFC. FEA = Vol. Átomos na célula = V E             Vol. Total da célula       V C Vol. Da esfera =    4PI * R 3                                  3 Para a estrutura CFC temos 4 átomos na célula unitária, logo: VE = 4 *  4 PI * R 3 = 16 PI * R 3                  3                    3 Portanto: FEA =   16/3 * PI * R 3   =    PI

Metais: ligação metálica ·   Ligação não direcional; ·    Normalmente um único elemento (mesmo raio atômico); ·    Poucas restrições em relação à quantidade e posição dos átomos vizinhos; ·    Muitos vizinhos próximos; ·    Alto grau de empacotamento; Três estruturas cristalinas para os metais: ·    Cúbica Simples: CS ·    Cúbica de face centrada: CFC ·    Cúbica de corpo centrado: CCC ·    Hexagonal compacta: HC Estrutura cristalina cúbica simples (CS): Estrutura rara. A direção de empacotamento são as bordas do cubo Baixa densidade de empacotamento. Somente o Po (Polônio) tem esta estrutura. Número de coordenação (NC): Número de átomos vizinhos (ou em contato) de cada átomo. Para CS temos NC = 6. Fator de empacotamento atômico (FEA): Soma dos volumes das esferas de todos átomos no interior de uma célula dividido pelo volume total da célula. FEA = Volume dos átomos na célula =  VE_