Cientistas fabricaram diamantes artificiais mais duros do que diamantes naturais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/03/2004

Diamante de 3,12 milímetros, pesando 5 quilates, cortado de um diamante maior, de 10 quilates, cultivado pelo processo CVD.
[Imagem: Carnegie Institution]

Diamante mais duro que diamante

Construir um material que seja mais duro do que o diamante tem sido o objetivo da ciência dos materiais por décadas.

Agora, um grupo de cientistas do Laboratório de Geofísica de Carnegie (Estados Unidos) conseguiu fabricar diamantes do tipo gema que são mais duros do que qualquer outro cristal.

Além disso, eles cresceram esses diamantes diretamente de uma mistura de gases a uma taxa que é até 100 vezes mais rápida do que os métodos atuais.

"[...]os diamantes são tão duros que eles quebraram o equipamento de medição e nós somos capazes de crescer diamantes tipo gema em cerca de um dia," comemora o cientista Chih-shiue Yan, um dos autores do trabalho que foi publicado na revista Physica Status Solidi.

Deposição química por vapor

Os pesquisadores cresceram os cristais utilizando um novo processo de deposição química por vapor que apresenta alta velocidade de crescimento. A seguir, eles submeteram os cristais a um tratamento sob alta temperatura e alta pressão para torná-los ainda mais duros.

No processo de deposição química por vapor os gases hidrogênio e metano são bombardeados com partículas eletricamente carregadas - ou plasma - em uma câmara fechada.

O plasma causa uma complexa reação química que resulta em uma "chuva de carbono", que cai sobre uma semente de cristal depositada no interior da câmara.

Quando caem sobre a semente, um pequeníssimo pedaço de diamante sintético que serve como base, os átomos de carbono se rearranjam na mesma estrutura cristalina da semente.

Ultra-dureza

Os cientistas conseguiram crescer cristais de diamante de até 10 milímetros de comprimento por 4,5 milímetros de espessura.

A seguir os diamantes foram aquecidos a 2.000º C e postos sob uma pressão de 50.000 a 70.000 atmosferas (5 a 7 GPa) durante dez minutos.

Esse processo final resultou em um material ultra-duro que é pelo menos 50% mais duro do que os diamantes convencionais. As medições de dureza foram feitas no Los Alamos National Laboratory.