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Técnica inovadora produz diamantes à base de metais em apenas 15 minutos

Novo método desafia paradigmas da indústria ao eliminar necessidade de pressões extremas

Por Marília Monitchele Materia seguir SEGUIR Materia seguir SEGUINDO Atualizado em 8 Maio 2024, 12h54 - Publicado em 26 abr 2024, 14h25

A equação é conhecida: alta pressão + alta temperatura + carbono = diamante. O processo, no entanto, não é tão simples quanto parece. Foram necessários bilhões de anos para que as camadas de magma fossem sendo depositadas umas sobre as outras no interior da Terra, resultando em condições ideais para gerar a pedra mais desejada da cultura pop, eternizada por Marilyn Monroe como os melhores amigos das mulheres. Embora os diamantes naturais tenham conquistado lugar como objeto de desejo, eles permanecem inacessíveis para a maioria das pessoas. Recentemente, porém, novas alternativas têm surgido, como os diamantes sintetizados em laboratório. Agora, outra novidade: a pressão, um dos maiores empecilhos para a criação de pedras maiores, pode, finalmente, ser contornada.

Pressão Reduzida

Um estudo recente, publicado na Nature, revela que pesquisadores do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul estabeleceram um novo método para a criação de pedras artificiais. Baseada em uma mistura de metais líquidos, a técnica promete produzir diamantes em questão de minutos, eliminando a necessidade de pressões extremas, anteriormente consideradas indispensáveis. A produção ainda requer altas temperaturas, cerca de 1.025°C, embora isso seja quase 500°C abaixo do que hoje é necessário para se produzir uma cristal em laboratório. A pressão, por sua vez, foi significativamente reduzida, aproximando-se daquela sentida quando estamos ao nível do mar (algo em torno de 1 atm), um avanço notável em comparação com os métodos convencionais que podem exigir pressões de até 60.000 atm.  

O tamanho ainda deixa a desejar: a abordagem produziu cristais com menos de 100 nanômetros de diâmetro, o que é o tamanho aproximado de um vírus típico. Apesar disso, os pesquisadores estão confiantes de que, com ajustes e aprimoramentos contínuos, será possível produzir pedras maiores e películas de diamantes para aplicações industriais.

Do Laboratório ao Mercado: O Futuro dos Diamantes

Essa não é a primeira incursão na produção de diamantes usando metais líquidos. Há cerca de 50 anos, a General Electric alcançou sucesso nesse campo, utilizando sulfeto de ferro fundido. No entanto, a necessidade de pressões extremamente altas ainda limitava o processo. A mistura de gálio, ferro, níquel e silício do teste sul coreano, porém, revelou-se mais efetiva para este propósito. 

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Um sistema de vácuo personalizado foi construído dentro de um invólucro de grafite para aquecer e resfriar muito rapidamente o metal enquanto ele era exposto a uma combinação de metano e hidrogênio. O processo envolve a dispersão de átomos de carbono do metano no metal derretido, catalisando a formação dos diamantes. Resultados impressionantes foram observados em curtos períodos de tempo, com pequenos fragmentos de cristais emergindo em apenas 15 minutos, enquanto duas horas e meia de exposição produziram um filme contínuo de diamante.

Ainda há espaço para melhorias, mas os primeiros resultados empolgam. Com a capacidade de produzir diamantes de forma rápida e eficiente, a descoberta pode impactar a indústria joalheira e abrir portas para novas aplicações nas áreas eletrônica e ótica avançadas em um futuro próximo.

 

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