Qual seria o melhor isolante: diamante, ouro, chumbo ou concreto?

Diamantes, ouro, chumbo e concreto têm características elétricas muito diferentes, incluindo sua capacidade de conduzir eletricidade. Duas dessas substâncias são condutores elétricos e duas são isolantes. Ouro e chumbo, sendo metais, são isolantes ruins. Diamantes e concreto não são metálicos e têm boas propriedades de isolamento, mas o diamante seria o melhor isolante, devido à sua forte resistividade.

Um fio elétrico padrão consiste em um condutor de metal envolto por uma capa de plástico isolante; o condutor carrega a corrente elétrica para onde ela precisa ir e o isolador evita com segurança que a eletricidade vá para outros fios ou materiais condutores. Os condutores conduzem corrente elétrica com resistência muito baixa. Os isoladores, por outro lado, resistem fortemente à corrente, bloqueando efetivamente o fluxo de eletricidade. A condução depende dos elétrons que orbitam os átomos de uma substância. Em bons condutores, os elétrons se movem livremente, facilitando o fluxo de uma corrente. Em um isolador, os elétrons são mais restritos, então a corrente elétrica se move mal.

Quanto melhor for o isolante, maior será a resistência. Os cientistas medem os materiais isolantes em termos de resistividade - a resistência em ohms multiplicada pela distância que deve percorrer - e usam unidades como ohms vezes metros. Por exemplo, a resistividade do vidro, um isolante, é superior a 1 bilhão de ohm-metros, enquanto o alumínio, um condutor, mede 26 bilionésimos de um ohm-metro.

Um dos materiais mais duros que se conhece, o diamante também é um excelente isolante elétrico. Nos diamantes, os átomos de carbono - um não metálico - são mantidos firmemente em uma formação de cristal tridimensional. Sua resistividade é de aproximadamente 100 quatrilhões de ohm-metros, ou 1 seguido por 16 zeros.

O concreto é uma mistura de minerais, incluindo areia, brita e cascalho. O cimento Portland liga a mistura para formar um sólido rígido. A resistividade depende da formulação exata e varia de 50 a 1.000 ohm-metros. Embora o concreto conduza mal a eletricidade em comparação com os metais, é um condutor melhor do que o vidro e outros materiais. Uma mistura de concreto com baixa resistividade contribui para a corrosão em estruturas de aço embutidas ou fixadas a ele.

Embora os compostos de chumbo possam ser bons isolantes, o chumbo puro é um metal que conduz eletricidade, o que o torna um isolante ruim. A resistividade do chumbo é de 22 bilionésimos de um ohmímetro. Ele é usado em contatos elétricos porque, sendo um metal relativamente macio, deforma-se facilmente quando apertado e faz uma conexão sólida. Por exemplo, os conectores para baterias de automóveis são normalmente feitos de chumbo. O motor de arranque de um carro consome mais de 100 amperes de corrente brevemente, exigindo uma conexão robusta à bateria.

O ouro é um isolante pobre e um bom condutor, tendo uma resistividade de 22,4 bilionésimos de um ohmímetro. Tal como acontece com o chumbo, o ouro é amplamente utilizado para fazer contatos eletrônicos. Ao contrário de muitos outros metais, é muito estável quimicamente e resiste à corrosão que degrada outros tipos de conectores elétricos.