Material magnético que congela quando aquecido intriga cientistas

Material magnético que congela quando aquecido intriga cientistas

21 de julho de 2022 0 Por ucrhyan
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Um time de pesquisadores da Universidade Radbound, na Holanda, estão perplexos com o comportamento de um material magnético que, estranhamente, congela quando aquecido. O objeto em questão, um ímã de neodímio, foi algo de um estudo publicado no jornal científico Nature Physics.

“É bem contraproducente”, disse Alexander Khajetoorians, físico que assina a autoria do estudo. “É como se a água se transformasse em um cubo de gelo quando fervida”.

Imãs de neodímio são, na verdade, uma mistura dele com ferro, o que permite que ele se comporte como se espera. No caso do material magnético puro, ele congela quando aquecido (Imagem: Lekdood/Shuttterstock)

Apesar de intrigante, existe uma razão científica para isso: em imãs normais, feitos de ferro, um fenômeno comum chamado “giro magnético” dos átomos se alinham na mesma direção – ou seja, em um espaço tridimensional, seus pólos magnéticos ao norte e ao sul se orientam sempre da mesma forma. Outros materiais, como cobre, apresentam giros magnéticos mais aleatórios, o que físicos chamam de “vidro giratório”.

O neodímio, um metal normalmente encontrado em países como Brasil, China, EUA, Índia, Sri Lanka  e Austrália (e altamente irritante para os olhos e pele) rende ótimos imãs, mas o que as pessoas conhecem como “imã de neodímio” é, na verdade, uma mistura ferromagnética – ou seja, uma mistura dele com o ferro comum, justamente para que seus giros magnéticos se alinhem corretamente.

Quando puro, o neodímio não se comporta como outros metais. Não se passaram nem dois anos desde que um estudo anterior determinou que esse metal tem o que se convém chamar de “vidro de giro auto induzido”. Na prática: seus giros magnéticos são naturalmente “bugados”, como diz a expressão internética.

No que tange a temperatura, normalmente o que ocorre é: você esquenta um metal, isso aumenta a sua energia, que por sua vez amplia o movimento e velocidade dos seus giros magnéticos. Contrariamente, resfrie um metal e seus giros magnéticos também desaceleram, talvez até parem.

Material magnético que congela

O material magnético do neodímio, porém, congela quando aquecido: cientistas liderados por Khajetoorians observaram que, quando o neodímio sai de -268 ºC (Celsius) e vai para -265 ºC, ele é induzido a um estado de paralisação. E quando o metal foi resfriado, seus giros aumentaram novamente.

O time especula que isso tem a ver com um outro fenômeno – “frustração”, e sim, esse é o nome. Basicamente, um metal é incapaz de se colocar em um estado esperado, o que faz com que seus átomos – e os respectivos giros – entrem em desordem.

No caso do neodímio, é possível que seu giro magnético tenha propriedades que dependem da temperatura. Ao aumentá-la, essas propriedades enfraquecem, gerando o momento de “frustração”. “Esse congelamento de padrões normalmente não ocorre em materiais magnéticos”, disse Khajetoorians.

O que vai acontecer agora é a continuidade dos estudos, a fim de descobrir exatamente qual é o mecanismo que permite a existência de um material magnético que congela quando aquecido, disse o cientista: “se ao final de tudo conseguirmos criar um modelo de como esses materiais se comportam, isso também pode ser extrapolado para o comportamento de uma ampla gama de materiais”, ele disse.