Materiais Avançados

Criados fios de diamante, com propriedades extraordinárias

Fibras de diamante superam nanotubos e polímeros
Pela primeira vez, cientistas descobriram como produzir nanofios ultrafinos de diamante que prometem propriedades extraordinárias, incluindo força e rigidez maiores do que as dos nanotubos e polímeros mais fortes existentes hoje.[Imagem: Penn State University]

Fios de diamante

O diamante é um cristal de carbono extremamente duro - por muito tempo o material mais duro conhecido pelo homem.

Assim, parece difícil imaginar alguém usando fios de diamante para tecer "cordas cristalinas".

Pois foi justamente isso que fizeram Thomas Fitzgibbons e seus colegas da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos.

Partindo de moléculas de benzeno, a equipe sintetizou os cristais de diamante em formato de longas fibras - autênticas nanocordas de diamante.

Os fios de diamante demonstraram propriedades extraordinárias, superando não apenas os polímeros mais resistentes que se conhece, mas também deixando para trás a incrível resistência dos nanotubos de carbono, que alguns já acreditam ser suficiente para tornar realidade os elevadores espaciais.

"Do ponto de vista da ciência básica, nossa descoberta é intrigante porque as fibras que formamos têm uma estrutura que nunca havia sido vista antes," disse o professor John Badding, líder da equipe.

Fibras de diamante superam nanotubos e polímeros
O próximo objetivo dos pesquisadores é descobrir uma técnica para produzir os nanofios de diamante de forma contínua. [Imagem: Thomas C. Fitzgibbons et al. - 10.1038/nmat4088]

Extremamente útil

O núcleo das nanofibras é uma longa fita de átomos de carbono organizados da mesma forma que as unidades básicas da estrutura atômica do diamante - anéis de seis átomos de carbono em zigue-zague, chamados ciclohexano.

"É como se um joalheiro incrivelmente talentoso tivesse amarrado juntos os menores diamantes possíveis para formar um longo colar em miniatura," disse Badding. "Como essa fibra é essencialmente diamante, esperamos que ela se mostre extremamente rígida, extremamente forte - e extremamente útil."

Os fios de diamante foram produzidos submetendo o benzeno a pressões extremamente elevadas, e depois diminuindo essa pressão lentamente, dando tempo para que os átomos de carbono reagissem entre si e se ligassem em tetraedros quase perfeitamente organizados.

O próximo objetivo dos pesquisadores é descobrir uma técnica para produzir os nanofios de diamante de forma contínua.

"As altas pressões que nós usamos para fazer a primeira nanofibra de diamante limitam nossa capacidade de produção a apenas alguns milímetros cúbicos de cada vez, de forma que ainda não conseguimos produzi-la em quantidade suficiente para que elas sejam úteis em escala industrial," disse Badding.

Bibliografia:

Benzene-derived carbon nanothreads
Thomas C. Fitzgibbons, Malcolm Guthrie, En-shi Xu, Vincent H. Crespi, Stephen K. Davidowski, George D. Cody, Nasim Alem, John V. Badding
Nature Materials
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat4088




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