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Aerogel de diamante: fumaça mais cara ou diamante mais leve do mundo?

Aerogel de diamante: Criado o diamante mais leve do mundo
O aparelho chama-se bigorna de diamante porque somente o diamante é capaz suporta tais pressões - bigornas de diamante podem ser usadas para processar virtualmente qualquer tipo de material. [Imagem: Kwei-Yu Chu/LLNL]

Aerogel de diamante

Combinando alta pressão e alta temperatura, pesquisadores criaram uma espuma de diamante, um diamante nanocristalino que se assemelha ao aerogel, o sólido mais leve que existe.

Enquanto o aerogel original é feito de dióxido de silício ou de nanotubos de carbono, esta nova "fumaça sólida de diamante" tem potencial para impactar quase tudo na óptica, dos óculos aos maiores telescópios do mundo, e até na computação quântica.

Os aerogéis têm inúmeras aplicações, dadas as suas propriedades excepcionais - o aerogel foi usado na sonda espacial StarDust para capturar partículas da cauda de um cometa, para remover metais pesada da água contaminada e até para revestir um oleoduto da Petrobras, apenas para citar alguns exemplos.

Já o aerogel de diamante estará à disposição dos físicos, químicos, astrônomos e cientistas dos materiais, para que cada um use sua imaginação para tirar proveito da versatilidade do novo material.

Bigorna de diamante

O aerogel de diamante ainda é produzido em pequenas quantidades, no interior de uma bigorna de diamante, um pequeno aparato capaz de gerar pressões descomunais - mais de 3 milhões de atmosferas.

O calor necessário para que o carbono assumisse a estrutura cristalina do diamante foi obtido com um laser disparado no interior da bigorna.

O aparelho chama-se bigorna de diamante porque somente o diamante é capaz suporta tais pressões - bigornas de diamante podem ser usadas para processar virtualmente qualquer tipo de material.

Aerogel de diamante: Criado o diamante mais leve do mundo
O aerogel de diamante estará à disposição dos físicos, químicos, astrônomos e cientistas dos materiais, para que cada um use sua imaginação para tirar proveito da versatilidade do novo material. [Imagem: Pauzauskie et al./Pnas]

Elas têm sido usadas para simular as pressões e temperaturas existentes no núcleo dos planetas, criando materiais e fases da matéria que não existem nas condições normais de temperatura e pressão da superfície terrestre.

Fumaça sólida de diamante

A nova forma do diamante tem uma densidade baixíssima, similar à do aerogel tradicional - cerca de 40 miligramas por centímetro cúbico, cerca de 40 vezes menos densa do que o ar.

O ingrediente principal para a criação do aerogel é um pedaço de aerogel de carbono - o carbono é o elemento que forma tanto o carvão, quanto o diamante - cujos poros foram preenchidos com gás neon, para que a recristalização não cause o colapso do aerogel de diamante sobre si mesmo.

O sucesso do trabalho levou o líder do grupo, Peter Pauzauskie, que fez o trabalho no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, nos Estados Unidos, a especular que pode ser possível criar novas formas de diamante expondo os precursores adequados à combinação adequada de pressão e temperatura.

Bibliografia:

Synthesis and characterization of a nanocrystalline diamond aerogel
Peter J. Pauzauskie, Jonathan C. Crowhurst, Marcus A. Worsley, Ted A. Laurence, A. L. David Kilcoyne, Yinmin Wang, Trevor M. Willey, Kenneth S. Visbeck, Sirine C. Fakra, William J. Evans, Joseph M. Zauga, Joe H. Satcher Jr.
Proceedings of the National Academy of Sciences
May 9, 2011
Vol.: Pnas May
DOI: 10.1073/pnas.1010600108




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