A2 Oxidação e Degradação Acelerada

Tópico

Esta nanopartícula, com uma relação superfície/volume muito maior do que a estabelecida por outro modelo deste conjunto, oxida-se a uma taxa acelerada em comparação com o mesmo material em sua forma maciça, um bloco macroscópico com uma relação superfície/volume muito menor. A oxidação tanto da nanopartícula quanto do material maciço equivalente segue a mesma lei parabólica de oxidação autolimitante já utilizada, para o mesmo propósito, por outro modelo de um conjunto diferente de materiais. O fato de a relação superfície/volume da nanopartícula ser muito maior do que a do material maciço significa que, para a mesma camada de óxido já formada, um volume proporcionalmente muito menor de metal não oxidado permanece abaixo dessa camada, em relação à superfície que continua a oxidar.

O fato de essa mesma lei parabólica de oxidação autolimitante atuar, em ambos os casos, sobre a espessura da camada de óxido, e não diretamente sobre o volume de metal consumido, é o que faz com que essa alta relação superfície/volume acelere relativamente a oxidação dessa nanopartícula em comparação com a do material em massa: a mesma espessura de camada de óxido consome, nessa nanopartícula, uma fração muito maior de seu volume total do que a espessura equivalente no material em massa. O fato de essa relação superfície/volume da nanopartícula ser ainda maior torna essa aceleração relativa da oxidação, em comparação com o material em massa, ainda mais pronunciada.

Portanto, esse modelo, com sua relação superfície/volume e oxidação acelerada, sugere que essa mesma aceleração por área superficial específica, se continuar por tempo suficiente, pode eventualmente consumir todo o volume dessa nanopartícula. Isso é algo que a lei parabólica de oxidação autolimitante jamais permitiria, dentro de um período de tempo comparável, no material em massa equivalente. Enquanto no material em massa a camada de óxido já formada continua a retardar cada vez mais o processo de oxidação em direção ao metal subjacente, nesta nanopartícula esse mesmo metal remanescente pode ser completamente consumido antes que essa autolimitação se torne significativa. O fato de essa relação superfície/volume, com a qual este modelo foi desenvolvido, determinar em última análise o quão perto esta nanopartícula está de consumir todo o seu volume significa que duas nanopartículas do mesmo material, mas de tamanhos diferentes, oxidarão a taxas relativas muito diferentes.

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