Diamante perde sua posição de material mais duro do mundo

No final do ano de 2015 foi descoberto por um grupo de pesquisadores da North Carolina State University um novo material derivado do carbono, chamado Q-carbono. O material, denominado pelos cientistas como “terceira fase sólida do carbono”, não pode ser encontrado na natureza, exceto talvez no núcleo de alguns planetas, local em que há temperaturas e pressões elevadas.

Grafite e diamante – as duas outras fases sólidas do carbono.

Por que esta descoberta foi tão importante?

O material chamou a atenção do meio científico assim que se constatou que apresenta resistência e dureza superiores às do diamante, além de ser muito mais acessível do ponto de vista econômico.  Este custo inferior é resultado de um processamento à temperatura ambiente e pressão atmosférica, muito diferente do que ocorre para obtenção do diamante sintético. Para obter o Q-carbono, é necessário cobrir com carbono amorfo um determinado substrato, que pode ser de safira, vidro ou polímeros termoplásticos e então incidir sobre este filme de carbono um pulso de laser de aproximadamente 200 ns de duração, fazendo com que a temperatura do filme alcance cerca de 3727°C. Em seguida, resfria-se o filme amorfo rapidamente, resultando em um filme de Q-carbono de 20 a 500 nm de espessura.

Testes mostraram que além da elevada resistência e dureza, o Q-carbono apresenta ainda caráter ferromagnético, ou seja, é facilmente magnetizável. Assim, o material pode ser atraído por ímãs ou mesmo ser uma possível matéria-prima para produzi-los. Outras características interessantes do Q-carbono são exibir um brilho intenso sob corrente elétrica e uma baixa função trabalho, tornando-o promissor para o desenvolvimento de novas tecnologias na área da eletrônica.

Atualmente, os cientistas conseguiram obter apenas filmes do material, o que ainda limita suas aplicações. No entanto, afirmam estar trabalhando no assunto e pretendem em breve entender melhor como manipular este material. Um outro fato interessante desta descoberta é que ao modificar a intensidade e duração dos pulsos de laser, a equipe consegue obter também estruturas de diamante sintético. Com isso, seria possível obter não somente o Q-carbono, mas também o diamante a partir de condições normais de temperatura e pressão, resultando em muita economia de energia no processamento e, com isso, preços mais acessíveis.