Óculos fantásticos e onde encontrá-los

Este é o quarto artigo em nossa exploração do mundo material de As Crônicas de Gelo e Fogo, mais familiar para nós como Game of Thrones. Você pode ler os três primeiros artigos desta série aqui.

Este inverno não foi sobre neve ou gelo. Era sobre o material preto que vinha em carroças de uma ilha no mar estreito.

Vidro de dragão, como as pessoas comuns o chamavam. Era preto e pontudo. Era a arma de escolha dos selvagens.

Apesar de sua cor, brilhava ao sol como metal. Tinha bordas e dobras como rocha, mas se despedaçou no chão como gelo.

Aquele amigo do Rei do Norte – o gordo, como o chamavam Sam – aparentemente matou um caminhante branco com vidro de dragão. A essa altura, todas as crianças ao norte dos gêmeos sabiam que era a única coisa além do Aço Valiriano que poderia matar um caminhante branco.


Crédito de Vidro de Dragão:HBO

Com a morte à porta, o vidro de dragão era a única esperança para a longa noite.
Os homens falavam maravilhados das minas profundas de onde vinha. Vidros pequenos e grandes brilhavam na escuridão, aninhados como joias nas fendas de rochas antigas.

Nas lendas do povo comum, vidro de dragão é o que você obtém quando as rochas são derretidas pelo fogo do dragão. O Velho Valiriano para vidro de dragão, afinal, é 'zīrtys perzys' , que se traduz literalmente como "fogo congelado". É de se admirar, então, que ele possa matar os mortos mais uma vez?

Os meistres, no entanto, sabiam melhor. Não foi o calor do fogo do dragão que derreteu a rocha, mas a fúria líquida dos vulcões, sangrando de feridas antigas. Eles o chamavam pelo nome verdadeiro:obsidiana.


O machado de vidro de dragão do Cão de Caça. Crédito:HBO

Fogo Congelado

Podemos não ter vidro de dragão, mas a obsidiana é um vidro vulcânico comum encontrado em muitas partes do mundo. Em Naturalis Historia , escrito em 77 dC, Plínio, o Velho escreve que “...entre as várias formas de vidro podemos contar com o vidro de obsidiana, uma substância muito semelhante à pedra encontrada por Obsidius i na Etiópia '.

Não se sabe quando esse ‘Obsídio’ fez sua descoberta, mas os óculos, em geral, já eram conhecidos há centenas de milhares de anos na época de Plínio. De fato, objetos de obsidiana foram descobertos em sítios arqueológicos que datam de 700.000 aC, tornando o vidro um dos primeiros materiais de engenharia conhecidos pelo homem.

Ao mesmo tempo, o vidro não se tornou um material doméstico até muito mais recentemente. Durante a Idade Média, era preciso ir a uma igreja para contemplar o esplendor que era o vitral.

Hoje, porém, temos uma explosão de vários tipos de vidro ao nosso redor. Bebemos em copo de cal sodada. Usamos lentes feitas de vidro Pyrex ou sílex. Vestimos nossos edifícios em vidro float, vidro coroa e vidro laminado. Aquecemos reagentes químicos em vidro borossilicato. Os vidros automotivos são temperados. O vidro quimicamente reforçado, como o Gorilla Glass, foi desenvolvido especialmente para smartphones.

Existem vidros que vêm em todas as cores e são seletivamente transparentes no espectro eletromagnético. Há vidro UV e vidro infravermelho. Existe até vidro eletrocrômico que pode ser feito para mudar de cor com o pressionar de um botão.

Copos de sílica soda e cal

Tecnicamente, o vidro não é um material, mas um estado da matéria. Assim como todos os materiais podem ser sólidos, líquidos ou gasosos, muitos materiais podem ser um vidro.

A maioria dos nossos copos começa com areia que é derretida a um líquido em alta temperatura. Essa areia derretida é feita para esfriar rapidamente – tão rapidamente que as moléculas do material não têm tempo de cair na configuração rígida de um sólido. O que resulta é um arranjo atômico que está entre um sólido e um líquido, como visto na imagem abaixo.

[a] O arranjo atômico em vidro [b] Arranjo atômico em quartzo sólido. De Tom Husband, A doce ciência da fabricação de doces

O quartzo (visto à direita), consiste em uma rede hexagonal bem organizada, enquanto a sílica vítrea (à esquerda) é confusa e caótica. Quase todas as propriedades elétricas, térmicas e mecânicas do vidro vêm dessa estrutura.

O desafio, no entanto, é que a areia derrete apenas a cerca de 1700 °C, o que a torna cara e difícil de trabalhar. A adição de refrigerante (carbonato de sódio) reduz o ponto de fusão para 1300 ° C, criando um “copo de refrigerante”.

No entanto, este vidro é solúvel em água, o que o torna inútil para um grande número de aplicações. Pense em janelas que se dissolvem na chuva!

A adição de cal resolve este problema criando uma mistura quimicamente estável. Esse tipo de vidro com cerca de 70% de areia, 18% de soda e 12% de cal (óxido de cálcio) é, portanto, chamado de vidro soda-cal-sílica. É hoje o tipo de vidro mais prevalente no mundo, formando a maior parte de nossos recipientes, vidraças, garrafas e potes.

Copo de Coroa

O vidro derretido é como chiclete, pois pode ser soprado em qualquer formato com calor, ar e o equipamento certo.

O “vidro de coroa” soprado à mão era muito popular antes que as máquinas assumissem o trabalho de sopro de vidro. Alguns dos vitrais lendários nas catedrais medievais eram feitos de vidro de coroa.

Soprar ar em uma bolha de vidro fundido o expande em um globo oco ou “coroa”. A coroa é aquecida e girada rapidamente de modo que se achata em uma folha que é então cortada em retângulos. A fiação inevitavelmente resulta em bordas mais finas que o centro. É por isso que os vitrais antigos são mais grossos na parte inferior do que no meio.


Vitral, Catedral de Chartres, França

Óculos térmicos de alto desempenho

Vidros típicos de soda-cal não suportam variações bruscas de temperatura. Se você derramar água fervente em uma garrafa de vidro, ela provavelmente quebrará.

Verificou-se que a adição de óxido de boro melhora as propriedades térmicas do vidro, mantendo sua transparência. Isso é vital, por exemplo, quando você precisa observar uma reação exotérmica em um tubo de ensaio. O vidro borossilicato permite a observação sem o perigo de derramamento de produtos químicos.

Hoje, a introdução da vitrocerâmica resultou em vidros com excelentes propriedades de condução de calor e resistência a choques térmicos. Por exemplo, a vitrocerâmica NEXTREMA da Schott AG pode suportar temperaturas de até 950 °C com uma expansão térmica total inferior a 1%.

O vídeo abaixo demonstra a alta resistência ao choque térmico de três vitrocerâmicas da linha NEXTREMA:transparente, opaco e translúcido. Uma folha de cada um desses copos NEXTREMA é aquecida em um forno a 350 °C. Eles são então retirados do forno e submersos em água fria. Um vidro tradicional quebra quando exposto a uma variação tão extrema de calor. As vitrocerâmicas NEXTREMA, no entanto, saem ilesas, sem marcas visíveis de seu passado violento.

As vitrocerâmicas têm pequenas inclusões cerâmicas embutidas em uma matriz de vidro amorfa. As inclusões cerâmicas suprimem a expansão térmica e fornecem alta condutividade térmica que, juntas, garantem que esses materiais possam suportar grandes mudanças de temperatura. O volume total dessas inclusões geralmente é inferior a um milionésimo do volume total, garantindo que o vidro permaneça opticamente transparente.

Para saber mais sobre vitrocerâmica, leia nosso artigo dedicado, Vidro-Cerâmica:Propriedades, Processamento e Aplicações .

Bran ​​o construtor para Bran o quebrado

Assim como os filhos da floresta, percorremos um longo caminho desde o vidro de dragão. Como as pessoas de Westeros e Essos, construímos cidades com nossos materiais e as pintamos com nossas alegrias, tristezas e anseios.

Com os milhões de metais, cerâmicas, vidros, polímeros e compósitos a nossos pés hoje, não somos os remansos dos sete reinos. Nós somos os herdeiros de Valíria:uma terra gloriosa repleta de magia e maravilhas.
Como a história que começou com Bran, o construtor terminou com Bran ​​o quebrado , escrevemos para nós mesmos um épico ainda maior. A história secular e crescente dos nossos materiais.

Trabalho na área de ponta da aplicação de aprendizado de máquina e inteligência artificial
a um dos primeiros empreendimentos da civilização humana – na compreensão, exploração e desenvolvimento de novos materiais.