A matéria é formada por átomos, quando estes estão em desordem, chamamos a formação de massa amorfa. Quando os átomos se organizam, é formada uma matéria cristalina. A técnica de difração de raio x é um procedimento que identifica a formação da matéria, permitindo saber como é o agrupamento dos átomos de determinada matéria. São analisados minérios, materiais metálicos e não metálicos, como cerâmicas e resinas.

A difração de raio x tem grande utilidade sentido de auxiliar as demais linhas de pesquisa. “Hoje em dia tudo é muito interdisciplinar” diz Nelson Batista de Lima, pesquisador do Ipen e responsável pelo laboratório de difração de raio x. O laboratório é parte do Centro de Ciências de Tecnologia dos Materiais (CCTM), especializado em desenvolver materiais de alta tecnologia. Ele atua fornecendo subsídios técnicos as outras pesquisas no processo de desenvolvimento, produção e controle de qualidade do material em questão.

A difração de raio x aplicada no Ipen também presta serviço a empresas privadas. Quando trabalhando em conjunto com empresas, o laboratório de difração costuma atuar principalmente como controlador da qualidade do material e desenvolvimento do processo. São engrenagens, molas de suspensão, chapas de alumínio em latas e peças de carros.

Nelson reitera a necessidade de que as pesquisas sejam voltadas para o desenvolvimento de tecnologia e para aplicação prática em projetos que, de alguma forma, chegarão até a população brasileira. Para o pesquisador, desenvolver tecnologia nacional é uma forma de beneficiar o país porque atrai indústrias e gera empregos e independência tecnológica. Ao longo prazo também torna mais baratos materiais que teriam de ser importados.

Nelson citou como exemplo o desenvolvimento em conjunto com uma empresa de automóveis que tentava produzir um automóvel no Brasil. Um dos cabos se rompia com 30 mil quilômetros de rodagem. Com a análise do material pelo laboratório de difração e com o auxilio do grupo de pesquisa no desenvolvimento de um novo produto, surgiram cabos de maior qualidade e resistência. A partir de então, a empresa de automóveis passou a fazer o controle de qualidade em parceria com o CCTM.

A difração de raio X também ajuda a produzir as latas de alumínio atuais. “Antigamente elas eram produzidas a partir de uma chapa com uma costura que fechava o cilindro.” Hoje é uma peça só. Essa mudança foi permitida através da análise e estudo da organização de átomos do material. Sabendo precisamente em que direção estão ordenados os átomos, é possível submeter a conformação por meio do embutimento profundo que faz a chapa obter a forma de copo de forma interiça.

Além dos exemplos citados, o trabalho de Nelson atua avaliando a tensão residual de aços e alumínios após jateamento (processo que aumenta a resistência à fadiga do material) e em camisas de cilindro após roleteamento. Os produtos envolvidos nesses processos são engrenagens e molas de suspensão para automóveis.

O laboratório foi fundado em 1970 e Nelson começou a trabalhar lá em 1980. A princípio, os focos de pesquisa giravam em torno da textura e tensão residual dos materiais cristalinos. Foram desenvolvidas pesquisas em conjunto com a França, Alemanha e Japão sobre extensão residual.