domingo, 12 de agosto de 2012

Qual é o material mais duro do mundo?

Estrutura cristalina do diamante


















Estrutura cristalina do grafite


















Estrutura cristalina da lonsdaleíta
 


É o diamante. Ele ainda mantém o posto de material mais duro existente na natureza. O mineral suporta uma pressão de até 97 megapascals (cerca de 9 mil vezes a pressão atmosférica) antes de se romper e só é riscado por outro diamante. Mas, por incrível que pareça, o reinado da joia está ameaçado por outros dois minerais: a lonsdaleíta e o nitrato de boro com estrutura cristalina de wurtzita. Eles seriam 58 e 18% mais duros que o diamante, respectivamente. Mas, por enquanto, isso só fica na teoria, já que a dureza dos dois ainda não foi comprovada fisicamente. O problema é que tanto um quanto o outro são extremamente raros no planeta. A lonsdaleíta provém de impactos de meteoros sobre a Terra e a wurtzita de nitrato de boro só é encontrada após erupções vulcânicas muito violentas. O que se sabe é que os minerais ganharam a atenção dos cientistas, uma vez que podem ser substitutos – mais baratos – do diamante e compatíveis com aplicações médicas, industriais e espaciais.

Os Durões
Veja as dez referências na escala de Mohs, que mede a capacidade de um material riscar outro.

Talco
Grau de dureza: 1
. É o mais mole e pode ser riscado até por uma unha.
Onde é encontrado:
Em depósitos minerais formados por rochas que sofreram transformações por causa do calor e da pressão do interior da Terra.
Utilidade:
Serve como isolante térmico e elétrico em construções e está presente na cerâmica.
Gipsita
 

Grau de dureza: 2
. Só não é riscada pelo talco.
Onde é encontrada:
Em jazidas de rochas sedimentares (que se formam com a ajuda da água, do vento e do gelo).
Utilidade:
Serve como isolante térmico e acústico e como gesso para imobilizar fraturas e fabricar estátuas.
Calcita
 

Grau de dureza 3.
É riscada pelos sete minerais acima dela na escala e até por uma moedinha de cobre.
Onde é encontrada:
Em jazidas com rochas sedimentares de calcário, encontradas em rios, lagos e cavernas.
Utilidade
Usada em instrumentos ópticos, em indústrias siderúrgicas e na correção de acidez do solo.
Fluorita
 

Grau de dureza: 4
. É riscada facilmente por uma faca de cozinha.
Onde é encontrada:

É um mineral de origem hidrotermal, formado onde há a circulação de água quente.
Utilidade:
Serve como auxiliar na fundição e na fabricação de ácido fluorídrico. Também é usada na fabricação de vidros, esmaltes e ceramica.
Apatita






















Grau de dureza: 5
. Risca o talco, a gipsita, a calcita, a fluorita e a si mesma.
Onde é encontrada:

Em depósitos orgânicos, em rochas magmáticas (formadas pelo magma dos vulcões) e em jazidas.
Utilidade:
Compõe os ossos de animais e é importante para a produção de adubos.
Feldspato
 

Grau de dureza: 6

. Risca a si mesmo, mas não é capaz de riscar os outros quatro acima dele na escala.
Onde é encontrado:

Depósitos hidrotermais (onde tem água quente) de pegmatito (rochas minerais).
Utilidade:

Muito comum na produção de vidros e cerâmicas.
Quartzo
 

Grau de dureza: 7
. É resistente e capaz de arranhar o vidro.
Onde é encontrado:
Jazidas metas-sedimentares (rochas que sofreram modificações por causa de pressão, temperatura e tempo) de quartzo.
Utilidade:
Usado na fabricação de vidro, cerâmica, esmalte, sabão, fibras ópticas e produtos eletrônicos.
Topázio
 

Grau de dureza: 8
. Risca o quartzo, mas é riscado pelo coríndon e pelo diamante.
Onde é encontrado:
Depósitos hidrotermais (onde tem água quente) de pegmatito (rochas minerais).
Utilidade:
Pedra preciosa vendida comercialmente por joalherias.
Coríndon
 

Grau de dureza: 9
- Consegue riscar o topázio, mas não é mais duro que o diamante
Onde é encontrado:
Depósitos primários de pegmatito, depósitos secundários de sedimentação.
Utilidade:
É considerado uma joia e é vendido comercialmente em joalherias.
Diamante
















Grau de dureza: 10
. É o mais durão. Só pode ser riscado por ele mesmo.
Onde é encontrado:
Jazidas de kimberlito (rochas formadas por erupções vulcânicas) e em depósitos sedimentares.
Utilidade:
Na indústria, serve como ferramenta de corte e para talhar materiais, além de ser uma joia cara.
Heróis da Resistência
Estes são os novos minerais cotados para o título de "mais durão do mundo"
WURTZITA DE NITRATO DE BORO
 

Posição no ranking:

Hoje, ocuparia o lugar do coríndon. Ela é tão dura quanto o diamante, mas quando colocada sob pressão fica mais resistente. Isso acontece porque os elétrons presentes em sua estrutura começam a se repelir para aliviar a tensão entre eles. Ou seja, são capazes desemoverese rearranjar, enrijecendo o mineral. A wurtzita de nitrato de boro ficaria em segundo lugar porque tem impurezas em sua estrutura e sua dureza é momentânea, ficando mais dura só sob pressão.
Onde é encontrada:
Nos arredores de vulcões. O mineral é formado após fortes erupções.
Utilidade:
Também não tem uma função certa, mas seria um substituto mais barato do diamante em aplicações industriais e até espaciais.
LONSDALEÍTA
 

Posição no ranking:
Hoje, o mineral ficaria entre o topázio e o coríndon. Todas as amostras de lonsdaleíta já encontradas apresentaram falhas estruturais e impurezas, deixando o mineral com a dureza menor do que o valor teórico (simulado por computador), no qual ele suportaria uma pressão de 152 megapascals (cerca de 15 mil atmosferas) – 58% mais do que o diamante. Mas os cientistas estão trabalhando para que, futuramente, consigam recriar uma estrutura com base nesse material, formando um material ultrarresistente.
Onde é encontrada:
Em crateras. É formada sob alta pressão e temperatura pelo impacto de meteoros sobre a superfície da Terra.
Utilidade:
O uso ainda é indefinido, mas o mineral pode ser um substituto do diamante em ferramentas industriais.
 

Para saber mais:
Sites das imagens – acesso em 14/6/2012
http://www.jccanalda.es/jccanalda_doc/jccanalda_ciencia/quimica/articulos-quimica/carbono-1.htm
http://www.agregados.biz/blog/index.php/que-es-el-talco-y-el-equipo-de-talco/
http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/sulfatos/gipsita.html
http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/carbonatos/calcita.html
http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Clivagem
http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Apatita
http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Feldspato
http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Quartzo
http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Top%C3%A1zio
http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Cor%C3%ADndon
http://nemundo.com.br/2009/02/26/diamante-nao-e-o-material-mais-duro-do-mundo/

Aluna: Giulia Severini Lazarini – 1º Ensino Médio

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