Materiais Avançados

Material mais duro que diamante rumo à escala industrial

Material mais duro que diamante rumo à escala industrial
Identador Vickers, usado para medir a dureza de materiais, feito de fulerita. [Imagem: MikhailPopov/MIPT]

Fulerita

Pesquisadores russos desenvolveram um processo capaz de sintetizar um material ultraduro - com uma dureza superior à do diamante.

O material é chamado fulerita, um polímero composto por fulerenos, moléculas esféricas feitas inteiramente de carbono.

Os fulerenos, também conhecidos como buckballs ou Carbono 60, já haviam sido adicionados ao alumínio, produzindo uma liga tão dura quanto o aço.

O novo material é ainda mais duro.

Há algum tempo que o diamante perdeu o posto de material mais duro conhecido pelo homem, criando a categoria de materiais ultraduros, aqueles que são mais duros do que o diamante.

Os diamantes naturais têm uma dureza entre 70 e 150 gigapascals (GPa), mas a fulerita fabricada segundo o novo processo atinge durezas que vão dos 150 aos 300 GPa.

Material mais duro que diamante rumo à escala industrial
Esquema de uma molécula de fulereno C60. [Imagem: MIPT]

"A descoberta da síntese catalítica da fulerita ultradura vai criar uma nova área de pesquisa em ciência dos materiais porque reduz substancialmente a pressão necessária para a síntese e permite a fabricação do material e seus derivados em escala industrial," disse o professor Mikhail Popov, do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou.

Polímero tridimensional

Assim como o diamante, os fulerenos são formados por átomos de carbono - são 60, dispostos em um formato que lembra uma bola de futebol.

Essas moléculas podem ser organizadas de diferentes formatos, com a dureza do material resultante sendo determinada por esse arranjo.

No processo desenvolvido pela equipe russa, as moléculas C60 são interconectadas por ligações covalentes em todas as direções, uma estrutura que os cientistas dos materiais chamam de polímero tridimensional.

Bibliografia:

Synthesis of ultrahard fullerite with a catalytic 3D polymerization reaction of C60
M. Popov, V. Mordkovich, S. Perfilov, A. Kirichenko, B. Kulnitskiy, I. Perezhogin, V. Blank
Carbon
Vol.: 76, September 2014, Pages 250-256
DOI: 10.1016/j.carbon.2014.04.075




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