O titânio é o nono elemento mais abundante na crosta terrestre, mas produtos à base de titânio puro são incomuns porque é caro remover o oxigênio do minério de titânio. A redução de custos encorajaria os fabricantes a tirar partido das propriedades altamente úteis do titânio nos seus produtos.

Agora, num estudo publicado na Nature Communications , investigadores do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio desenvolveram um procedimento que reduz o custo de produção de titânio quase totalmente isento de oxigênio. Este protocolo de remoção de oxigênio pode beneficiar o desenvolvimento tecnológico e a sustentabilidade ambiental.

O titânio é um material incrivelmente versátil porque não apenas resiste a danos químicos, mas também é forte, mas leve. Por exemplo, seu peso leve em comparação com outros metais é o motivo pelo qual a estrutura base dos iPhones modernos consiste em liga de titânio, apesar do aumento do custo.

Infelizmente, a produção de titânio ultrapuro é significativamente mais cara do que a fabricação de aço (uma liga de ferro) e alumínio, devido ao uso substancial de energia e recursos na preparação de titânio de alta pureza. Desenvolver uma maneira fácil e barata de prepará-lo – e facilitar o desenvolvimento de produtos para a indústria e os consumidores comuns – é o problema que os pesquisadores pretendiam resolver.

“A indústria produz ferro e alumínio metálico em massa – mas não titânio metálico, devido ao custo de remoção do oxigênio do minério”, explica Toru H. Okabe, principal autor do estudo. "Usamos uma tecnologia inovadora baseada em metais de terras raras que remove o oxigênio do titânio em 0,02% por massa."

Uma etapa crítica no protocolo dos pesquisadores é a reação do titânio fundido com ítrio metálico e trifluoreto de ítrio ou uma substância semelhante. O resultado final é uma liga de titânio sólida, desoxigenada e de baixo custo. O ítrio reagido pode ser reciclado para uso posterior. Um destaque do trabalho dos pesquisadores é que mesmo sucata de titânio que contém grandes quantidades de oxigênio pode ser processada dessa maneira.

“Estamos entusiasmados com a versatilidade do nosso protocolo”, diz Toru H. Okabe. “A falta de compostos intermediários e procedimentos simples facilitará a adoção na indústria”.

Este trabalho é um passo importante para fazer um uso mais eficiente do titânio de alta pureza do que atualmente. Uma limitação deste trabalho é que o titânio desoxigenado resultante contém ítrio, até 1% em massa; o ítrio pode influenciar as propriedades mecânicas e químicas da liga de titânio. Depois de resolver o problema da contaminação com ítrio, as aplicações na fabricação industrial serão simples.