Lições da natureza |
Recentemente, uma equipa da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos, desenvolveu tubos de alumínio capazes de flutuar na água graças à sua capacidade de aprisionar ar. A inspiração veio da Natureza, mais precisamente da aranha-de-água, Argyroneta aquatica, um aracnídeo que passa a maior parte do tempo submerso. Para isso, transporta bolhas de ar do exterior para debaixo de água com a ajuda dos pelos das patas e do abdómen, renovando assim a campânula de ar subaquática onde vive, delimitada por uma membrana de seda que ela própria segrega.
Apesar de o alumínio ser o metal mais abundante na crosta terrestre, ocorrendo sobretudo sob a forma de aluminossilicatos, a sua história é muito menos antiga do que a do cobre ou a do ferro. Na Antiguidade já eram conhecidos alguns sais de alumínio, como o alúmen, mas foi só no início do século XIX que se começou a admitir que continham um elemento metálico distinto. Em 1808, o químico britânico Humphry Davy propôs para esse elemento uma designação derivada do termo latino alumen. A sua descoberta só viria, porém, a ser anunciada em 1825 pelo físico e químico dinamarquês Hans Christian Ørsted, que conseguiu isolá-lo, ainda que impuro, fazendo reagir cloreto de alumínio anidro com amálgama de potássio. Pouco depois, o químico alemão Friedrich Wöhler aperfeiçoou o método de Ørsted, obtendo o metal com maior grau de pureza. Ainda assim, as quantidades produzidas eram diminutas, razão por que se manteve um metal raro e com um preço que chegava a ultrapassar o do ouro.
A sua produção industrial teve início em 1856, graças ao químico francês Henri Étienne Sainte-Claire Deville, que desenvolveu um método baseado na redução do cloreto de alumínio com sódio metálico (menos dispendioso do que o potássio). Acabaria por ser o metal escolhido para a peça terminal colocada no vértice do Monumento a Washington, na capital norte-americana, concluído em 1884 e inaugurado em 1885, então a estrutura mais alta do mundo. No topo do monumento eleva-se um remate piramidal de mármore, coroado por uma peça de alumínio com cerca de 2,8 kg, concebida para funcionar como ponta de para-raios. Resistente à corrosão, o remate reunia vantagens técnicas e um forte valor simbólico, associado à raridade então excecional do metal; no entanto, acabaria também por assinalar a transição para uma época em que se tornaria um material de uso corrente.
Tal tornou-se possível a partir de 1888, com a conjugação do processo Bayer – que permite obter óxido de alumínio a partir da refinação da bauxite – e do processo Hall–Héroult, desenvolvido em 1886, de forma independente, pelo francês Paul Héroult e pelo norte-americano Charles Martin Hall. A articulação destes dois processos permitiu modernizar a produção do metal, através da redução eletrolítica do seu óxido, e abriu caminho à sua difusão generalizada na indústria e na vida quotidiana. Datada de 1893, a estátua de Anteros, em Piccadilly Circus, em Londres, foi uma das primeiras esculturas fundidas neste material.
Em 1954, o alumínio tornou-se o metal não ferroso mais produzido, ultrapassando o cobre. A sua baixa densidade – cerca de um terço da do ferro –, a par da sua maleabilidade, da boa condutividade e da resistência à corrosão, faz dele um metal de vastíssimas aplicações, das embalagens à indústria aeronáutica. O elevado consumo de energia elétrica necessário para a sua obtenção por eletrólise é, em parte, compensado pelo baixo custo da sua reciclagem e pela sua longa vida útil.
No caso dos tubos recentemente desenvolvidos em Rochester, a flutuabilidade resulta de micro – e nanocavidades gravadas na superfície do metal por pulsos de laser ultracurtos (femtossegundos), que tornam o alumínio super-hidrofóbico, isto é, capaz de repelir fortemente a água, e, consequentemente, conservar o ar no interior. A presença de um divisor interno aumenta a estabilidade da bolsa de ar retida no tubo e dificulta a sua expulsão quando a estrutura é inclinada ou submersa, contribuindo para preservar a flutuabilidade mesmo quando perfurada. Ligados entre si, estes tubos podem formar jangadas, embarcações e até plataformas de aproveitamento da energia das ondas.
Chunlei Guo, o físico responsável pelo projeto dos tubos de alumínio inafundáveis, já tinha demonstrado, em 2008, que pulsos de laser ultracurtos podem modificar a microestrutura da superfície do alumínio, fazendo-o refletir a luz de forma diferente e adquirir colorações semelhantes à de metais como o ouro. Quase um alquimista do século XXI.