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Ep. 741 João Horta Belo – Grupo desenvolve nanomateriais com expansão térmica nula

December 09, 2019

ep741_interiorEste grupo está a desenvolver nanomateriais com expansão térmica nula que podem ser usados em estruturas de suporte para espelhos de telescópios e em microeletrónica de alta precisão.​


João Horta Belo, investigador no IFIMUP – Instituto de Física de Materiais Avançados, Nanotecnologia e Fotónica na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), está a estudar as propriedades de materiais à base de silício e de germânio a uma escala mais fina que um fio de cabelo.

No IFIMUP são estudados materiais metálicos à base de terras raras como o silício e o germânio. O objetivo é avaliar como as propriedades destes materiais variam com a redução de escala. Desde a escala macroscópica de centímetros, à microscópica de centésimas de milímetros, até à nanoescala.

Um dos resultados mais recentes demonstrou que a variação térmica destes materiais varia em função da escala.

“À escala macroscópica temos uma expansão térmica positiva do seu volume comum a 95% dos materiais. À nanoescala temos uma expansão térmica negativa que pertence a uma classe muito reduzida de materiais que apresentam este efeito”, revela.

Como todos os materiais expandem com a temperatura, se for possível misturar um material que expande com outro que contrai, será possível criar um compósito que apresenta uma expansão térmica nula.

“Um material que podemos aumentar a temperatura em 100 graus, e o seu volume manter-se constante”, acrescenta.

Isto é particularmente útil para várias tecnologias de ponta como os suportes de espelhos em grandes telescópios. Estas estruturas estão sujeitas a grandes variações de temperatura que podem afetar a qualidade da imagem se o material que as compõe não for capaz de lidar com estas variações.

Estes materiais compósitos podem também ser usados em componentes de microeletrónica.

“O silício é a base de toda a microeletrónica e tem uma expansão térmica positiva. Isto significa que o volume do silício aumenta com a temperatura. Se podermos fazer um novo material com uma expansão térmica nula, podemos garantir uma estabilidade de funcionamento destes equipamentos ao longo de um intervalo de temperaturas maior”, reforça.

Saiba mais sobre o investigador em: Linkedin | FCUP

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