Na era do avanço científico e tecnológico, é surpreendente perceber o quanto ainda não compreendemos sobre conceitos fundamentais, a fusão de materiais. Por exemplo, a transição de um material entre os estados sólido e líquido carecia de uma explicação geral até recentemente.
Nossa compreensão dos estados da matéria se baseia em diagramas de fase temperatura-pressão, que delineiam as condições nas quais cada estado existe, representando-as por meio de linhas distintas conhecidas como linhas de fase. Embora a equação de Clausius-Clapeyron descreva transições de fase como a ebulição e a sublimação, faltava uma descrição universal para a transição sólido-líquido.
O professor Kostya Trachenko, da Universidade Rainha Maria de Londres, no Reino Unido, preencheu essa lacuna ao desenvolver uma nova estrutura teórica que incorpora avanços recentes na teoria dos líquidos. Ele demonstrou que as linhas de fusão podem ser descritas por uma equação parabólica simples.
[Imagem: Kostya Trachenko]
Essa descoberta não apenas preenche uma lacuna na teoria, mas também oferece uma ferramenta prática para prever os pontos de fusão de substâncias. A equação revelou uma surpreendente universalidade entre diferentes tipos de materiais, pois os parâmetros da equação parabólica são governados por constantes físicas fundamentais, como a constante de Planck e a massa e carga do elétron.
“A simplicidade e universalidade deste resultado são particularmente emocionantes,” comentou Trachenko. “Isto sugere que o derretimento, apesar de suas complexidades, apresenta uma unidade fundamental em diversos sistemas, desde gases nobres até metais.”
O trabalho fecha uma lacuna fundamental em nossa compreensão das transições de fase, abrindo caminho para a criação de novos materiais com propriedades personalizadas. A previsão precisa dos pontos de fusão é crucial na ciência dos materiais, com aplicações que vão desde o desenvolvimento de medicamentos até o projeto de materiais avançados e outras áreas onde a previsão de diagramas de fases é importante.
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