Mostrando postagens com marcador irídio. Mostrar todas as postagens
Mostrando postagens com marcador irídio. Mostrar todas as postagens

sábado, 19 de dezembro de 2020

 

Qual é o elemento mais pesado?

Por que é difícil identificar o elemento com densidade mais alta

 

Esta é uma foto de um cristal de ósmio metálico ultrapuro.
Esta é uma foto de um cristal de ósmio metálico ultrapuro. O cristal de ósmio foi produzido por reação de transporte químico em cloro gasoso. Alchemist-hp, Licença Creative Commons

Você está se perguntando qual elemento é o mais pesado? Existem três respostas possíveis para esta pergunta, dependendo de como você define "mais pesado" e das condições da medição. Ósmio e irídio são os elementos com maior densidade, enquanto oganesson é o elemento com maior peso atômico.

Principais vantagens: elemento mais pesado

  • Existem diferentes maneiras de definir o elemento químico mais pesado.
  • O elemento mais pesado, em termos de peso atômico, é o elemento 118 ou oganesson.
  • O elemento com maior densidade é ósmio ou irídio. A densidade depende da temperatura e da estrutura do cristal, portanto, qual elemento é mais denso varia de acordo com as condições.

Elemento mais pesado em termos de peso atômico

O elemento mais pesado em termos de mais pesado por um determinado número de átomos é o elemento com o maior peso atômico. Este é o elemento com o maior número de prótons, que é presentemente elemento 118, oganesson ou  ununoctium . Quando um elemento mais pesado é descoberto (por exemplo, o elemento 120), então ele se torna o novo elemento mais pesado. Ununoctium é o elemento mais pesado, mas é feito pelo homem. O elemento mais pesado de ocorrência natural é o urânio (número atômico 92, peso atômico 238,0289).

Elemento mais pesado em termos de densidade

Outra maneira de ver o peso é em termos de densidade, que é massa por unidade de volume. Qualquer um dos dois elementos pode ser considerado o elemento com a maior densidade : ósmio e irídio . A densidade do elemento depende de muitos fatores, portanto não existe um único número de densidade que nos permita identificar um elemento ou outro como o mais denso. Cada um desses elementos pesa aproximadamente o dobro do chumbo. A densidade calculada do ósmio é 22,61 g / cm 3 e a densidade calculada do irídio é 22,65 g / cm 3 , embora a densidade do irídio não tenha sido medida experimentalmente para exceder a do ósmio.

Por que Ósmio e Irídio são tão pesados

Embora existam muitos elementos com valores de peso atômico mais elevados, ósmio e irídio são os mais pesados. Isso ocorre porque seus átomos se compactam mais fortemente na forma sólida. A razão para isso é que seus orbitais de elétrons f são compactados quando n = 5 e n ​​= 6. Os orbitais sentem a atração do núcleo de carga positiva por causa disso, então o tamanho do átomo se contrai. Os efeitos relativísticos também desempenham um papel. Os elétrons nesses orbitais giram em torno do núcleo atômico tão rápido que sua massa aparente aumenta. Quando isso acontece, o orbital s encolhe.

Fonte

  • KCH: Kuchling, Horst (1991) Taschenbuch der Physik , 13. Auflage, Verlag Harri Deutsch, Thun und Frankfurt / Main, edição alemã. ISBN 3-8171-1020-0.

 

terça-feira, 16 de abril de 2019

O que você sabe sobre Meteoritos, seus impactos e extinção em massa?

9 minutos de leitura • TAGS Curiosidades Geologia
Meteoritos são fragmentos incandescentes de matéria rochosa que entram na atmosfera terrestre, mas não chegam até à superfície, por serem destruídos pelo atrito com o ar. Eles são mais comumente conhecidos como estrelas cadentes. Alguns meteoros, particularmente os maiores, podem sobreviver à passagem pela atmosfera para se tornarem meteoritos, mas a maioria são pequenos objetos que queimam completamente na atmosfera.

Ao longo da história tem havido relatos de pedras caindo do céu, mas a comunidade científica não reconheceu a origem extraterrestre dos meteoritos até o século XVIII. Na história recente, os meteoritos chegaram a atingir:
1938 – um pequeno meteorito caiu no teto de uma garagem em Illinois
1954 – Um meteorito de 5 kg caiu no telhado de uma casa no Alabama.
1992 – Um pequeno meteorito demoliu um carro perto da cidade de Nova York.
2003 – Um meteorito de 20 kg caiu em uma casa de 2 andares em Nova Orleans.
2003 – Uma chuva de meteoritos destrói várias casas e fere 20 pessoas na Índia
Quando esses fragmentos de rocha se aproximam o suficiente da Terra para serem atraídos pela gravidade, eles podem cair na Terra para se tornar parte dela.A evolução da vida na Terra provavelmente foi afetada por colisões com esses objetos espaciais, e essas colisões também podem afetar a Terra no futuro .

Composição e Classificação de Meteoritos

Os meteoritos podem ser classificados geralmente em:

Meteoros Rochosos – são meteoritos que se assemelham a rochas encontradas na Terra. Eles são o tipo mais comum de meteorito, embora, por se assemelharem a rochas da Terra, eles não sejam comumente reconhecidos como meteoritos, a menos que alguém realmente testemunhe sua queda. Os meteoritos pedregosos são compostos principalmente dos minerais olivina e piroxênio. Alguns têm uma composição que é aproximadamente equivalente ao manto da Terra. Dois tipos são reconhecidos:

Condritos – são o tipo mais comum de meteorito pedregoso. Elas são compostas de pequenas esferas esféricas cobertas de vidro, chamadas condrilhas, que provavelmente se formaram a partir da condensação da nebulosa solar gasosa no início da história da formação do sistema solar. A maioria dos condritos tem datas de idade radiométrica de cerca de 4,6 bilhões de anos.
Figura 01: Meteorito rochoso tipo condrito, seu interior exibe os côndrulos.

Acondritos – são compostos dos mesmos minerais que os condritos. Eles parecem ter sido aquecidos, derretidos e recristalizados, de modo que as côndrulas não estão mais presentes. A maioria se assemelha a rochas vulcânicas encontradas na superfície da Terra.
Figura 02: Meteoritos do tipo Acondritos.

Meteoritos Ferrosos – Os meteoritos de ferro são compostos de ligas de ferro e níquel. Eles são facilmente reconhecidos porque têm uma densidade muito maior do que as rochas crustais normais. Assim, a maioria dos meteoritos encontrados pela população em geral são meteoritos de ferro.
Figura 03: Meteoritos do tipo Ferroso.

Siderólitos são formados por uma mistura de minerais silicáticos (piroxênios, olivinas e substâncias metálicas (ferro e níquel). Provêm do interior de corpos diferenciados do cinturão de asteróides. Os pallasitos são meteoritos férreos rochosos, compostos de olivina no interior do metal.
Figura 04: Meteoritos do tipo Siderólito.

Origem dos Meteoritos 

A maioria dos meteoritos parece ser fragmentos de corpos maiores chamados corpos parentes. Estes poderiam ter sido pequenos planetas ou grandes asteróides que faziam parte do sistema solar original. Existem várias possibilidades de onde esses corpos-mãe, ou seus fragmentos, se originaram.
O Cinturão de Asteróides está localizado entre as órbitas de Marte e Júpiter. Consiste em um enxame de cerca de 100.000 objetos chamados asteróides. Asteroides são pequenos corpos rochosos com formas irregulares que têm uma superfície craterada. Cerca de 4.000 desses asteróides foram oficialmente classificados e seus caminhos orbitais são conhecidos. Uma vez que eles são classificados, eles recebem um nome.

Eventos de impacto
Quando um objeto grande impacta a superfície da Terra, a rocha no local do impacto é deformada e parte dela é ejetada na atmosfera para eventualmente cair de volta à superfície. Isso resulta em uma depressão em forma de tigela com uma borda elevada, chamada de Cratera de Impacto. O tamanho da cratera de impacto depende de fatores como o tamanho e a velocidade do objeto impactante e o ângulo em que ele atinge a superfície da Terra.

Fluxo e Tamanho do Meteorito
O fluxo de meteorito é a massa total de objetos extraterrestres que atingem a Terra. Este é atualmente cerca de 107 a 109 kg / ano. Grande parte deste material são objetos do tamanho de poeira chamados micrometeoritos. A frequência com que os meteoritos de diferentes tamanhos atingem a Terra depende do tamanho dos objetos, como mostra o gráfico abaixo.
Figura 05: Relação do tamanho do objetos e o tempo médio entre os impactos com a Terra.
Meteoritos com diâmetros de cerca de 1 mm atingem a Terra cerca de uma vez a cada 30 segundos. Ao entrar na atmosfera da Terra, a fricção de passagem pela atmosfera gera calor suficiente para derreter ou vaporizar os objetos, resultando nas chamadas estrelas cadentes.
Meteoritos de tamanhos maiores atingem a Terra com menos frequência. Se eles têm um tamanho maior que cerca de 2 ou 3 cm, eles apenas parcialmente derretem ou vaporizam na passagem pela atmosfera, e assim atingem a superfície da Terra. Considera-se que objetos com tamanhos superiores a 1 km produzem efeitos que seriam catastróficos, porque o impacto de tal objeto produziria efeitos globais.

Velocidade e Energia Liberação de Objetos Recebidos 

As velocidades nas quais pequenos meteoritos impactaram a Terra variam de 4 a 40 km / s. Objetos maiores não seriam retardados muito pelo atrito associado à passagem pela atmosfera, e assim impactariam a Terra com alta velocidade. Cálculos mostram que um meteorito com um diâmetro de 30 m, pesando cerca de 300.000 toneladas, viajando a uma velocidade de 15 km / s (33.500 milhas / hora) liberaria energia equivalente a cerca de 20 milhões de toneladas de TNT.

Impactos de meteoritos
A quantidade de energia liberada por um impacto depende do tamanho do corpo impactante e de sua velocidade. Um impacto como o que atingiu a península de Yucatán, no México há cerca de 65 milhões de anos, responsável pela extinção dos dinossauros e numerosas outras espécies, criou a cratera Chicxulub, de 180 km de diâmetro e liberou energia equivalente a cerca de 100 milhões de megatons de TNT.
Impactos de grandes meteoritos nunca foram observados pelos seres humanos. Muito do nosso conhecimento sobre o que acontece a seguir deve vir de experimentos escalonados. À medida que o objeto sólido penetra na Terra, ele comprimirá as rochas para formar uma depressão e fará com que um jato de rochas e poeira fragmentadas seja expelido para a atmosfera.
O impacto enviará uma onda de choque para as rochas abaixo, e as rochas serão esmagadas em pequenos fragmentos para formar uma brecha. Parte do material ejetado estará quente o suficiente para vaporizar, e o calor gerado pelo impacto pode ser alto o suficiente para realmente derreter a rocha no local do impacto.
A onda de choque que entra na Terra primeiro se moverá como uma onda de compressão, mas após a passagem da onda de compressão, uma onda de expansão se moverá de volta para a superfície. Isso fará com que o piso da cratera seja erguido e também possa fazer com que a rocha ao redor da borda da cratera se curve para cima. A falha também pode ocorrer nas rochas ao redor da cratera, fazendo com que a cratera se torne alargada e tenha um conjunto concêntrico de anéis.
O material ejetado acabará se acomodando na superfície da Terra, formando uma manta de material ejetado que é espessa perto da borda da cratera e se afasta da cratera. Rochas abaixo da cratera que não foram derretidas pelo impacto serão intensamente fraturadas. Tudo isso aconteceria em questão de 1 a 2 minutos.
Figura 06: Sequencia de eventos após a colisão de um meteoro com a superfície da  Terra.

O registro Geológico de Extinção em Massa
Há muito se sabe que a extinção de grandes porcentagens de famílias ou espécies de organismos ocorreu em momentos específicos da história do nosso planeta. Entre os mecanismos que foram sugeridos como causadores dessas extinções em massa estão grandes erupções vulcânicas, mudanças nas condições climáticas, mudanças no nível do mar e, mais recentemente, impactos de meteoritos. Embora a teoria do impacto do meteorito das extinções em massa tenha sido aceita por muitos cientistas para determinados eventos de extinção, ainda há considerável controvérsia entre os cientistas.
Grandes eventos de extinção ocorreram em:
  • o fim do Período Terciário, 1,6 milhão de anos (m.a.) .
  • o fim do período Cretáceo, marcando a fronteira entre os períodos Cretáceo e Terciário 65 m.a.  (Geólogos usam a letra K para representar o Período Cretáceo e a letra T para o Período Terciário. Assim, este limite é comumente chamado de limite K-T).
  • o fim do Triássico, 208 m.a.
  • o fim do Permiano, 245 m.a. (estima-se que mais de 96% das espécies vivas na época foram extintas).
  • o fim do Devoniano, 360 m.a. há z o final do Ordovícico, 438 m.a.
  • o fim do período cambriano, 505 m.a.
Figura 07: Tempo Geológico

A extinção em massa no final da Era Mesozoica, isto é, o limite Cretáceo – Terciário ( chamado de limite K-T) há 65 milhões de anos, mostra muitas evidências de que estava relacionado a um impacto com um objeto extraterrestre. Este evento resultou na extinção de mais de 50% das espécies que vivem na época, incluindo os dinossauros. Em 1978, um grupo de cientistas liderados por Walter Alvarez, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, conseguiu localizar o limite K-Pg com muita precisão em camadas de calcários perto de Gubbio, na Itália. Na fronteira eles encontraram uma fina camada de argila. A análise química da argila revelou que ela contém uma concentração anormalmente alta do raro elemento Iridium (Ir). Esse elemento  tem concentrações extremamente baixas na maioria das rochas crustais, no entanto, atinge concentrações muito altas em meteoritos. A única outra fonte possível de altas concentrações de Ir é o magma basáltico.
Figura 08: Limite KT localizado estado do Colorado -EUA
O limite K-T foi localizado em vários outros locais em todo o mundo, e também encontrado com uma camada de argila fina e altas concentrações de Ir. Embora uma grande erupção de magma basáltico não pudesse ser imediatamente descartada como a fonte da alta concentração de Ir, outras evidências começaram a se acumular que a precipitação do material ejetado de impacto era responsável tanto pelas camadas de argila fina quanto pelas altas concentrações de Ir.

No final dos anos 80, a atenção começou a se concentrar em um local de impacto enterrado perto da ponta da Península de Yucatán, no México. Geólogos do petróleo haviam perfurado camadas de rochas brechadas e encontraram rochas de impacto. Estudos geofísicos posteriores revelaram uma estrutura circular com cerca de 180 km de diâmetro. A datação radiométrica revela que a estrutura, denominada Cratera Chicxulub, se formou há cerca de 65 milhões de anos. Embora a própria cratera esteja agora preenchida e enterrada por rochas mais jovens, a perfuração em todo o Golfo do México revelou a presença de quartzo chocado, esférulas de vidro e fuligem em depósitos da mesma idade da cratera. Além disso, foram encontrados depósitos do tsunami que foi gerado pelo impacto ao longo da costa do Golfo do México estendendo distância considerável no interior da costa atual. O tamanho da cratera sugere que o objeto que produziu foi cerca de 10 km de diâmetro.
Figura 09: Mapa de localização da cratera de impacto de Chicxulub.

Enquanto ainda há algum debate entre geólogos e paloebiologistas sobre se o extinções que ocorreram no limite K-Pg foram causadas pelo impacto que se formou Cratera Chicxulub, é claro que um impacto ocorreu cerca de 65 milhões de anos atrás, e que provavelmente teve efeitos em escala globais.


Referencias Bibliográficas:
NELSON, S. A. Meteorites, Impacts, and Mass Extinction. Natural Disasters. Tulane University. 2004
http://www.ccvalg.pt/astronomia/publicacoes/meteoros_meteoritos.htm. Acesso: outubro de 2018.
http://www.cprm.gov.br/publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas—Rede-Ametista/Canal-Escola/Meteoritos-1090.html.  Acesso: outubro de 2018.

quarta-feira, 20 de março de 2019

Os dinossauros não sumiram por conta de um meteorito

Análise geológica tenta precisar a sequência de cataclismos que acabou com 75% da vida terrestre

meteorito dinosaurios
Esta é a aparência, milhões de anos depois, dos restos das erupções vulcânicas que acabaram com os dinossauros.
De tempos em tempos, na Terra acontece um gigantesco holocausto que também costuma ser uma mudança de regime. 

Há 2,8 bilhões de anos, um novo grupo de microrganismos, as cianobactérias, começou a produzir oxigênio fazendo fotossíntese. Transformaram o mundo e tornaram possível a vida como a conhecemos, mas aniquilaram os organismos que haviam dominado o planeta até então porque o oxigênio era tóxico para eles. Como resume um dos líderes da revolução ultraconservadora relatada em O Conto da Aia, de Margaret Atwood, “melhor nunca significa melhor para todos, sempre significa pior para alguns”. E o que é válido para as revoluções políticas também é válido para as biológicas.

Das cinco grandes extinções que aconteceram depois, a mais letal ocorreu há 252 milhões de anos, no final do Permiano. 

Então, uma descomunal erupção na Sibéria inundou a atmosfera de CO2 e produziu um intenso efeito estufa que exacerbou a atividade de alguns micróbios produtores de metano. Os oceanos se tornaram mais ácidos e perderam oxigênio, e a destruição parcial da camada de ozônio permitiu que a radiação ultravioleta arrasasse a superfície terrestre. Estima-se que 96% das espécies que habitavam a Terra morreram em menos de um milhão de anos, um breve período se considerarmos as escalas geológicas.

Uma gigantesca erupção na Sibéria está na origem da maior extinção da história da Terra

Apesar de aniquilar a vida quase por completo, a grande mortandade, como se designa essa extinção em massa, não é a mais conhecida de todas. Essa honra cabe ao que aconteceu no final do período Cretáceo, cerca de 66 milhões de anos atrás, o cataclismo que varreu um dos grupos de animais mais fascinantes que pisaram na Terra. 

Ao escavarem o solo em busca de fósseis para reconstruir o passado, os cientistas observaram que naquele momento a maioria dos dinossauros desapareceu, assim como praticamente 75% dos seres vivos da época. Nesse estrato, Luis Álvarez e seu filho Walter descobriram nos anos oitenta uma grande quantidade de irídio, um material muito raro em nosso planeta, mas abundante em meteoritos e asteroides. A partir do irídio calcularam que uma rocha de 10 quilômetros de diâmetro vinda do espaço foi provavelmente a culpada por aquela hecatombe. Logo depois a teoria foi reforçada, quando foi encontrada uma cratera na península mexicana de Yucatán, identificada como o local do impacto.

Mas a vida não cambaleia em escala planetária por um único golpe, por mais forte seja, e há tempos se defende que uma série de erupções vulcânicas ao longo de centenas de milhares de anos, como aconteceu em eventos similares ao longo a história do planeta, foram mudando o clima e as condições atmosféricas da Terra, preparando o terreno para a extinção do Cretáceo. O lugar dessas erupções são as escadas de Deccan, uma das maiores regiões vulcânicas do planeta localizada na Índia. Hoje, duas equipes de cientistas publicam na revista Science medições de alta precisão da região para tentar reconstruir o curso dos acontecimentos que acabaram com os dinossauros.

Por um lado, uma equipe liderada por Blair Schoene, Universidade de Princeton (EUA), usou um método de datação que tomou como referência o ritmo no qual o urânio se desintegra radioativamente para se transformar em chumbo. Assim calcularam que as erupções de Deccan começaram dezenas de milhares de anos antes do grande asteroide.  

Grandes quantidades de metano, dióxido de carbono e dióxido de enxofre lançadas na atmosfera pelos vulcões teriam provocado transtornos planetários capazes de extinguir grande parte da vida terrestre muito antes da chegada do asteroide.

É provável que os dinossauros tenham levado dezenas de milhares de anos para sucumbir aos cataclismos que os aniquilaram.

Em um segundo estudo, liderado por Courtney Sprain, da Universidade da Califórnia em Berkeley (EUA), foi usado argônio radioativo para calcular o momento em que as erupções ocorreram. Embora os resultados não sejam muito diferentes, existem interpretações distintas dos dados e se sugere que o choque no México, praticamente nos antípodas da Índia, acelerou as erupções e produziu uma emissão de gases responsáveis em parte pelas extinções.

A catástrofe, que facilitou a chegada dos mamíferos e, finalmente, da nossa linhagem, talvez não deva ser imaginada como costumam fazer os filmes de Hollywood, com um impacto iminente que acabará com a vida na Terra em poucos dias. “É muito difícil dizer qual foi a escala temporal exata da extinção”, admite Paul Renne, pesquisador de Berkeley e coautor de um dos estudos. “De fato, é provável que tenha sido variável para diferentes animais e plantas, dependendo de sua posição na cadeia alimentar. Parece claro que o plâncton marinho foi o mais rápido a desaparecer, provavelmente em menos de 10.000 anos. 

Para outros animais, especialmente os terrestres, como os dinossauros, pode ter levado mais tempo, mas é algo muito controvertido”, afirma. E conclui: “Uma coisa é certa: a extinção não aconteceu em um instante como nos filmes”.

segunda-feira, 11 de junho de 2018

Facts About Iridium


Facts About Iridium
Iridium is a very hard, brittle and dense metal and is also very rare.
Credit: Images of Elements
Iridium is the most corrosion-resistant element on the Periodic Table of Elements. It also has the highest density of all the elements. Because it resists corrosion, it is used to set standards in weights and measures. But because it is so dense and brittle, it is hard to machine, form or work it unless it is heated to extreme temperatures.
Iridium is a member of the platinum family and is white in color with a yellowish hue. It has a density of 22.65 grams per cubic centimeter. By comparison, the density of lead is 11.34 g/cm3 and the density of iron is 7.874 g/cm3.
Iridium is not affected by acids, bases, or most other strong chemicals, according to Chemistry Explained. That property makes it useful in making objects that are exposed to such materials.
Iridium
Iridium
Credit: Andrei Marincas Shutterstock
Here are other properties of iridium, according to the Los Alamos National Laboratory:
  • Atomic number (number of protons in its nucleus): 77
  • Atomic symbol (on the Periodic Table of Elements): Ir
  • Atomic weight (average mass of the atom): 192.217
  • Melting point: 4,435 F (2,446 C)
  • Boiling point: 8,002.4 F (4,428 C)
  • Stable isotopes: 2, which are iridium-191 (37.3 percent) and iridium-193 (62.7 percent)
Several chemists may have discovered iridium about the same time in 1803, according to an article in the journal Platinum Metals Review. English chemist Smithson Tennant, French chemists H.V. Collet-Descotils, A.F. Fourcroy and N.L. Vauquelin all are said to have found iridium in the acid-insoluble residues of platinum ores. Tennant usually gets the credit, though.

Tennant discovered iridium by dissolving crude platinum in diluted aqua regia (a mixture of nitric and hydrochloric acids), then by treating the black residue left behind in turn with alkalis and acids, according to the Royal Society of Chemistry. After this treatment, the residue separated into two new elements. At the Royal Institution in London he announced his findings and named one element iridium and the other osmium. The name iridium comes from the Latin word iris, which means rainbow. Though the metal itself isn't rainbow colored, it is called this because of its multi-colored compounds.

Because iridium is very resistant to corrosion, the standard meter bar was made of 90 percent platinum and 10 percent iridium. This bar was replaced as the definition of a meter in 1960, though. The meter was redefined in terms of the orange-red spectral line of krypton. However, the international prototype kilogram, which defines a kilogram, also made of a platinum and platinum-iridium alloy, is still in use around the world.
Today, iridium is commercially recovered as a byproduct of copper or nickel mining. Ore containing iridium is found in Brazil, the United States, Myanmar, South Africa, Russia and Australia. 

Pure iridium is so rare on the Earth's crust that there is only about 2 parts per billion located in the crust, according to Chemistry Explained.

"Iridium is one of the densest and rarest of Earth's natural elements. It is so dense that it mainly exists in the Earth's core, rather than crust," said Amanda Simson, an assistant professor of chemical engineering at the University of New Haven.

But some iridium exists in the crust. In 1980 scientist Luis Alvarez and his son Water Alvarez found significant amounts of iridium in a certain part of the Earth's crust, spread out all over the Earth's surface. "They speculated that it was caused by a meteor and linked this to the extinction of dinosaurs 66 million years prior," explained Simson. 
Though brittle, iridium can be worked if heated to a white heat of 2,200 to 2,700 degrees Fahrenheit (1,200 to 1,500 degrees Celsius), according to Encyclopedia Britannica. Iridium's principal use is to harden platinum by making a platinum alloy.

It is also used to make devices needed for high temperatures and in electrical contacts. It is also used on some optical lenses to reduce glare. A compound of osmium and iridium, called osmiridium, is used in fountain pen tips and compass bearings. Super-strong jewelry is also made of an iridium and platinum alloy.

Additional resources

quarta-feira, 15 de dezembro de 2010

Memórias de irídio

15/12/2010
Agência FAPESP – Um dos metais mais raros na Terra pode ser uma excelente opção para a produção de memórias cada vez mais rápidas para computadores e dispositivos eletrônicos, segundo estudo feito por um grupo de cientistas de Taiwan.
Trata-se do irídio, o elemento químico de número atômico 77, um metal de transição muito resistente à corrosão. É empregado em ligas de alta resistência que podem suportar elevadas temperaturas. Pouco abundante, é encontrado na natureza associado ao ósmio e à platina.
“Ao inserirmos nanocristais de irídio na porta flutuante, uma parte crítica da memória flash, verificamos excelente capacidade de funcionamento bem como estabilidade nas temperaturas elevadas usadas no processamento de tais dispositivos semicondutores”, disse Wen-Shou Tseng, do Instituto de Pesquisa em Tecnologia Industrial de Taiwan, um dos autores do estudo.

Memórias de irídio
Estudo indica que metal tem propriedades excelentes para a produção de memórias cada vez mais rápidas para computadores e dispositivos eletrônicos (divulgação)

Os resultados foram publicados no Applied Physics Letters, periódico do American Institute of Physics. A porta flutuante é um dos tipos de transistores na memória flash, separada da porta de controle por uma camada fina de um óxido.
Os cientistas escolheram o irídio principalmente por duas propriedades muito desejadas na fabricação de memórias eletrônicas. Em primeiro lugar, o metal mantém fortemente seus elétrons, o que é uma propriedade excelente relacionada com a manutenção de informação digital.
Em segundo, tem um ponto de derretimento de cerca de 2.500º C, muito acima dos 900º C que os chips precisam suportar durante a fabricação. Além disso, apesar de ser raro, apenas um bilionésimo de bilionésimo de grama de irídio é necessário para cada porta das memórias.
Muitos países têm investigado novas formas de melhorar a popular memória flash, que é um tipo de chip de memória não volátil usado em praticamente todas as câmeras digitais e eletrônicos portáteis. Recentemente, a memória flash também tem sido aplicada em computadores, como a nova versão do MacBook Air, da Apple.
Segundo o novo estudo, a maneira mais fácil para que as futuras memórias do tipo contenham mais dados e possam gravar e acessar dados mais rapidamente está na diminuição das dimensões dos chips atuais, incluindo das portas de seus transistores.
O problema é que o desenho da porta flutuante atual já evoluiu até um ponto a partir do qual não será possível diminuir muito mais e continuar suportando as cargas elétricas responsáveis pelo armazenamento dos dados.
E é aí que entram os nanocristais de irídio, propostos como uma mudança relativamente simples para melhorar a performance e reduzir o tamanho dos componentes, sem que isso implique alterar fundamentalmente seu desenho atual.
O artigo Formation of iridium nanocrystals with highly thermal stability for the applications of nonvolatile memory with excellent trapping ability (doi:10.1063/1.3498049), de Wen-Shou Tseng e outros, pode ser lido por assinantes da Applied Physics Letters em http://link.aip.org/link/applab/v97/i14/p143507/s1.