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O vidro, material versátil e presente em nosso cotidiano, tem intrigado a humanidade com uma questão aparentemente simples, mas surpreendentemente complexa: é ele um sólido ou um líquido? Esta dúvida persiste há anos, mas a ciência é capaz de revelar o real estado do vidro, e o motivo para esta dúvida existir para início de conversa.
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O enigma da natureza do material
- Há algo de notavelmente intrigante nos vitrais das antigas construções medievais: eles tendem a ser mais espessos na parte inferior do que na parte superior.
- Muitos acreditam que isso ocorre porque o vidro é, na verdade, um líquido que escorreu ao longo dos séculos.
- No entanto, outros argumentam que o vidro não flui, pois é um sólido, ou talvez um sólido amorfo, ou um líquido super-resfriado.
O que caracteriza um sólido é que os átomos estão fixos em suas posições no material. Por outro lado, em um líquido, os átomos estão dispersos e podem se rearranjar facilmente.
John Parker, cientista de materiais do Centro de Pesquisa em Vidro da Universidade de Sheffield, no Reino Unido, à Live Science
Afinal, qual é o estado real do vidro?
Não é nem um líquido verdadeiro nem um sólido verdadeiro — ele possui propriedades de ambos, mas é seu próprio estado distinto da matéria. A definição técnica é que o vidro é um estado de matéria não equilibrado e não cristalino que parece sólido em uma escala de tempo curta, mas continuamente relaxa em direção ao estado líquido.
John Mauro, cientista de materiais da Universidade Estadual da Pensilvânia, à Live Science
Para resolver esse mistério, é crucial entender que o vidro não é apenas o material transparente das janelas. Na realidade, o vidro compreende uma família de materiais, alguns dos quais nem mesmo são transparentes.
Existem diversos tipos de vidros naturais e fabricados pelo homem. A maioria dos vidros cotidianos é feita do que chamamos de vidro de silicato de soda-cálcio, que é produzido a partir da fusão de areia, calcário e barrilha a aproximadamente 1.500 graus Celsius. No entanto, existem outros tipos, como o resistente ao calor Pyrex ou o flexível Gorilla Glass, que contêm outros produtos químicos para conferir propriedades especializadas.
John Mauro, cientista de materiais da Universidade Estadual da Pensilvânia, à Live Science
A chave para a compreensão está em sua estrutura única — a disposição dos átomos e moléculas dentro do material. Diferentemente dos sólidos cristalinos, onde os átomos possuem uma ordem fixa, e dos líquidos, onde os átomos são altamente desordenados, o vidro é uma entidade singular.
O vidro é produzido ao derreter diversos componentes para obter um líquido altamente viscoso, semelhante a um xarope, que não flui facilmente. Esse líquido é então resfriado rapidamente, mas, devido à sua alta viscosidade, os átomos não conseguem se mover facilmente para formar uma estrutura sólida mais ordenada. Isso resulta em um material que é mecanicamente sólido, mas possui uma estrutura desordenada semelhante à de um líquido.
Embora o vidro possa passar por mudanças extremamente lentas ao longo de milênios, ele se comporta, para todos os fins práticos, como um sólido. Em outras palavras, o vidro é uma substância que desafia as categorias tradicionais de sólido e líquido, permanecendo como um dos materiais mais fascinantes da humanidade.
Em um sentido prático, eu definiria o vidro como sendo um sólido rígido, medido em qualquer escala de tempo sensata.
John Parker à Live Science
Portanto, podemos defini-lo como um sólido, mas com uma ressalva: um sólido que se mantém em um estado metaestável, mais próximo de um líquido do que dos sólidos cristalinos que conhecemos.
Sobre o enigma dos vitrais em construções medievais, há uma explicação muito mais simples para o vidro de janela distorcido. Como disse Parker à Live Science, “alguns painéis são mais espessos na parte inferior do que na parte superior porque, há 1.000 anos, não era possível fabricar vidro uniformemente espesso, e ele teve que ser instalado dessa maneira na moldura ou de outra maneira.”
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