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Cientistas criam diamante mais duro… que diamante

Pesquisadores moldaram carbono em um formato super-resistente, copiado de meteoritos

Carbono é um material ultraversátil: pode formar superfícies tão frágeis quanto o grafite da sua lapiseira e tão duras quando um diamante, capaz de perfurar rochas e até o aço. O diamante é o material mais duro conhecido na natureza, mas os cientistas da Universidade Nacional da Austrália conseguiram dar um upgrade neste superpoder.

Um diamante é um cristal cúbico: ou seja, ele repete padrões de átomos de carbono formando estruturas em forma de cubo. Mas, como o carbono é versátil, ele também cria diferentes tipos de cristal. Uma delas é a lonsdaleíta, chamada de diamante hexagonal. Ele retém a estrutura do grafite, cujos átomos se organizam em hexágonos. Porém, ao contrário deste material, a lonsdaleíta é extremamente dura.

A imagem mostra como a estrutura dos átomos do diamante, em 3D, foram cubos, enquanto a do grafite molda um conjunto de hexágonos. A imagem mostra como a estrutura dos átomos do diamante formam cubos, enquanto a do grafite molda um conjunto de prismas hexagonais.

A imagem mostra como a estrutura dos átomos do diamante formam cubos, enquanto a do grafite molda um conjunto de prismas hexagonais. (Ryan Somma/Flickr/C.C 2.0/)

O primeiro cristal de lonsdaleíta conhecido pela ciência veio de fora da Terra – o que não quer dizer que ele seja alienígena. O diamante hexagonal foi encontrado no meteorito Canyon Diablo, que caiu no Arizona, em 1967. Ele teria surgido por causa da má formação de um diamante comum: em vez de formar cubos, ele formou hexágonos. A mudança teria sido causada pelas condições de extremo calor e pressão que o meteorito sofreu no impacto com a Terra.

A lonsdaleíta já tinha sido criada anteriormente em laboratório, mas não foi fácil: para imitar as condições da queda meteórica, foi preciso expôr o carbono a mais de 1.000 ºC. E mesmo assim, a dureza do cristal resultante não impressionava.

Os pesquisadores australianos conseguiram fazer o diamante hexagonal a apenas 400 °C – e o produto final é 58% mais duro que o diamante comum. Usando uma câmara de bigorna de diamante, um equipamento que usa diamantes comuns para criar pressões altíssimas, parecidas com as que encontramos no centro da terra, eles foram capazes de moldar o carbono em lonsdaleíta, formando cristais minúsculos.

A curto prazo, o objetivo é usar o “diamante mais duro que diamante” para mineração, já que ele é virtualmente capaz de atravessar todos os materiais e superfícies conhecidas. O próximo passo é simplificar ainda mais o processo de produção, para que ele se torne tão barato quanto os diamantes artificiais usados em tratamentos médicos e na indústria. A ideia é criar uma estrutura tão dura – e que perfure superfícies tão rápido – que o diamante tradicional se torne artigo exclusivo de joalherias.