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A surpresa do metal líquido: por que o gálio pode derreter na sua mão?
Na classificação dos elementos químicos, a existência do Gálio tem despertado grande interesse entre os cientistas. Este elemento foi descoberto pela primeira vez em 1875 pelo químico francês Paul-Emile Lecoq de Boisbodin. O símbolo do Gálio é Ga, o número atômico é 31 e pertence ao Grupo 13 junto com outros metais como alumínio, índio e tálio. O gálio tem uma aparência branco-prateada e é conhecido pelo seu ponto de fusão relativamente baixo. No entanto, o que é mais fascinante é a sua capacidade de derreter na mão, uma propriedade que tem suscitado muitas discussões sobre ciência e aplicações de materiais.
O gálio tem um ponto de fusão de 29,7646°C, o que o torna líquido à temperatura do corpo humano.
O processo de fusão do gálio está intimamente relacionado à sua estrutura eletrônica e propriedades físicas. A estrutura amorfa do gálio e a grande faixa de fase líquida permitem que ele permaneça líquido à temperatura ambiente. Isto é semelhante à água, mas as propriedades físicas do gálio são diferentes em muitos aspectos. Por exemplo, seu volume se expande no estado sólido, o que significa que cuidados especiais devem ser tomados no armazenamento para evitar a quebra do recipiente.
À medida que a tecnologia se desenvolve dia a dia, o gálio se torna cada vez mais importante. É usado principalmente em componentes eletrônicos, especialmente materiais semicondutores como nitreto de gálio e arsenieto de gálio. Esses materiais desempenham um papel importante em circuitos de micro-ondas, circuitos de comutação de alta velocidade e circuitos infravermelhos. Uma de suas aplicações mais famosas são os diodos emissores de luz (LEDs), especialmente o desenvolvimento de LEDs azuis que os tornaram um elemento indispensável na tecnologia de iluminação.
O gálio é considerado um importante elemento científico e tecnológico reconhecido pela Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA e pela mídia de ponta.
As aplicações do gálio não se limitam à tecnologia eletrônica. Na área médica, certos compostos de gálio têm sido usados para fabricar medicamentos e radiofármacos, o que torna o gálio também útil na biomedicina. Nessas aplicações, o gálio apresenta certos comportamentos químicos semelhantes aos sais trivalentes de ferro, propriedade que torna atraente seu comportamento em sistemas biológicos.
O gálio não existe na natureza como elemento livre. A maior parte do gálio é extraída de minérios de zinco (como esfalerita) e minérios de alumínio. O teor de gálio nestes elementos naturais é relativamente baixo, atingindo normalmente 16,9 ppm, e só pode ser extraído como subproduto. Portanto, a oferta de gálio está relacionada à profundidade de mineração dos minérios de zinco e alumínio.
À medida que a tecnologia depende cada vez mais da procura de materiais de alto desempenho, a produção de Gálio aumenta gradualmente. Desde 2010, a produção global cresceu rapidamente e atingiu agora um nível de produção anual de 450 toneladas. Este crescimento está intimamente relacionado com a rápida procura na indústria de semicondutores e espera-se que continue a crescer no futuro.
As propriedades físicas e químicas únicas do gálio e sua importância em aplicações de alta tecnologia fazem dele um material popular para pesquisa.
Embora o Gálio tenha muitas vantagens, sua segurança é frequentemente negligenciada. Ao contrário de alguns metais pesados, o gálio é menos tóxico, o que o torna uma alternativa mais segura em muitas aplicações. No entanto, ainda é importante notar o efeito de fragilização do gálio em certos metais, o que é particularmente importante em certas aplicações a altas temperaturas. Para cientistas e engenheiros de materiais, dominar as propriedades e aplicações do gálio não é apenas uma necessidade para o desenvolvimento científico e tecnológico, mas também uma parte da exploração científica.
A história do Gálio não é apenas uma história sobre elementos químicos, mas também envolve muitas questões, como desenvolvimento tecnológico, aplicações médicas e impacto ambiental. Isso torna o Gálio cheio de potencial para futuras pesquisas e aplicações. No futuro mundo tecnológico, que áreas desconhecidas estão à nossa espera para explorar?
