Sintetizado diamante mais duro que qualquer diamante natural

Com informações da New Scientist - 05/08/2025

O diamante hexagonal possui dois comprimentos de ligação, que aumentam muito a resistência entre as camadas hexagonais, gerando propriedades muito superiores às do diamante cúbico.
[Imagem: Liuxiang Yang et al. - 10.1038/s41586-025-09343-x]

Lonsdaleíta

Cientistas chineses conseguiram sintetizar em laboratório uma forma de diamante que é mais dura do que qualquer diamante natural.

Diamantes sintéticos são fabricados industrialmente há décadas, mas todos eles ficam muito aquém dos diamantes naturais em todos os quesitos, à exceção do custo.

A dureza excepcional do diamante se deve à sua estrutura cristalina, com os átomos de carbono dispostos em um arranjo cúbico. Mas, há cerca de 60 anos, teóricos previram a possibilidade da existência de um diamante com estrutura atômica hexagonal, que deveria ser muito mais resistente porque seus cristais não teriam linhas de cisalhamento uniformes ao longo das quais as quebras podem se propagar.

Esse diamante hexagonal foi descoberto em meteoritos em 2022, sendo batizado de lonsdaleíta. Desde então, várias equipes sintetizaram quantidades traço dele, na forma de nanodiamantes, usando técnicas como explosão dinâmica e compressão estática. Mas, embora suficientes para uma caracterização em nível de cristais individuais, essas amostras de diamante hexagonal sintético são misturas frágeis e de grãos finos, com várias proporções de diamantes cúbicos, carbono amorfo ou grafite residual.

Agora, Liuxiang Yang e colegas do Instituto HPSTAR (Pesquisa Avançada em Ciência e Tecnologia de Alta Pressão), em Pequim, conseguiram criar uma amostra de diamante hexagonal que pode ser vista a olho nu, medindo 1 milímetro de diâmetro e 70 micrômetros de espessura, com pureza próxima a 100%.

• Novas formas de carbono podem ser mais duras que diamante

Visão atomística do primeiro diamante hexagonal uniforme de grande escala já sintetizado.
[Imagem: Liuxiang Yang et al. - 10.1038/s41586-025-09343-x]

Diamante hexagonal

A síntese do diamante hexagonal em macroescala foi possível após extensas experimentações mostrarem a configuração exata de condições para sua criação: Submeter as sementes de carbono a 1400 °C e uma pressão de 20 gigapascal - 200.000 vezes a pressão atmosférica da Terra.

"Nossos resultados demonstram inequivocamente a existência do diamante hexagonal como uma fase genuína do carbono com dureza superior à do diamante cúbico. É muito interessante notar que isso é apenas o começo; o diamante hexagonal, como uma variante hexagonal do diamante cúbico, foi previsto com muitas propriedades mecânicas, elétricas, térmicas e ópticas extremamente favoráveis, comparáveis e complementares às do diamante," escreveu a equipe.

É a primeira amostra e os cientistas fizeram apenas análises preliminares, mas os dados iniciais apontam que os diamantes hexagonais serão cerca de 60% mais duros do que os diamantes comuns. Um diamante cúbico típico tem uma dureza de cerca de 115 gigapascais no teste de Vickers. Os dados iniciais da equipe apontam que o diamante hexagonal atinge 120 gigapascais, mas a equipe acredita que poderão melhorar significativamente essa dureza à medida que aprimoram sua técnica.

Se a técnica de produção do diamante hexagonal puder ser transferida para uma operação industrial, com custos factíveis e atingindo espessuras práticas, isso abrirá novas oportunidades para a criação de ferramentas mais duras e duráveis para uma variedade de aplicações, da usinagem de metais à perfuração de poços para mineração e pesquisa.

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