As experiências espaciais da China revelam liga revolucionária para voo hipersônico.
Uma liga capaz de suportar temperaturas extremas foi desenvolvida, tornando-se ideal para motores de aeronaves de alto desempenho.
Experimentos realizados ao longo de três anos na estação espacial chinesa Tiangong resultaram em descobertas inovadoras que podem melhorar o desempenho de mísseis e veículos hipersônicos.
Cientistas usaram esses dados para criar um novo material: a liga de nióbio-silício. O nióbio é um metal raro, amplamente utilizado em aços de alto desempenho. Essa liga pode suportar temperaturas extremas, sendo ideal para motores de aeronaves de alto desempenho.
Segundo o South China Morning Post (SCMP), lâminas de turbofans feitas com essa liga podem suportar temperaturas superiores a 1.700 graus Celsius (mais de 3.092 graus Fahrenheit).
Força aprimorada e processo mais rápido
A liga de nióbio-silício é incrivelmente difícil de produzir. Até agora, enfrentava dois grandes desafios para produção em massa: crescimento lento de cristais e fragilidade.
O crescimento dos cristais requer muito tempo — cerca de 100 horas a quase 1.600 graus Celsius. Além disso, o material resultante é altamente frágil em temperatura ambiente, o que o tornava inadequado para fabricação de motores.
A equipe liderada por Wei Bingbo, acadêmico da Academia Chinesa de Ciências e professor da Universidade Politécnica do Noroeste, superou esses desafios.
Eles desenvolveram um método de resfriamento rápido que permite a produção de cristais de alta qualidade a uma velocidade de quase 9 centímetros por segundo (3,5 polegadas por segundo), reduzindo significativamente o tempo de produção em comparação com métodos tradicionais.
A equipe também incorporou uma pequena quantidade de háfnio na liga para aumentar a resistência dos cristais. Essa modificação aumentou em mais de três vezes a resistência à temperatura ambiente, resolvendo o problema de fragilidade e tornando a liga adequada para processos exigentes de fabricação de motores.
Pesquisa na estação espacial
Essa inovação tem implicações para a indústria aeroespacial chinesa. Conforme relatado pelo SCMP, os Estados Unidos impuseram sanções a universidades chinesas, como a Universidade Politécnica do Noroeste, dificultando suas pesquisas.
A universidade tem acelerado pesquisas sobre tecnologias avançadas, como aeronaves hipersônicas, com crescente apoio do governo e das Forças Armadas chinesas. Desde 2021, a equipe de Wei conduz experimentos na estação espacial chinesa.
O ambiente de microgravidade do espaço altera o comportamento de materiais em relação à Terra, onde a gravidade desempenha um papel dominante. Na ausência de gravidade, processos como crescimento de cristais e solidificação ocorrem de maneira diferente.
Os experimentos em microgravidade levaram à observação de fenômenos únicos.
Durante a solidificação rápida da liga de nióbio-silício, formou-se uma estrutura de poros de encolhimento distinta no ambiente de microgravidade — algo diferente do que normalmente é observado na Terra.
Os padrões de crescimento dos cristais observados no espaço também diferem dos experimentos realizados em solo. Essa extensa pesquisa levou ao desenvolvimento da liga de nióbio-silício, que os pesquisadores chamaram de “presente dos céus”.
Especialistas do setor afirmam que a produção em massa da liga pode impulsionar as indústrias militares e de manufatura de alta tecnologia da China.
A dependência chinesa de nióbio importado destaca a importância estratégica dessa descoberta. A China é o maior consumidor mundial desse metal raro, mas possui menos de 1% das reservas globais de nióbio. O Brasil, importante fornecedor para a China e membro do BRICS, produz quase 90% do nióbio mundial.
As descobertas foram publicadas na revista Acta Physica Sinica.
Artigo publicado por Mrigakshi Dixit, jornalista de ciência especializada em exploração espacial, biologia e inovações tecnológicas. Publicado originalmente em 7 de janeiro de 2025, no Interesting Engineering.
