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Materiais Avançados

Laser transforma grafite em diamante a temperatura ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/11/2014

Laser transforma grafite em diamante a temperatura ambiente
Foto dos nanodiamantes feita por microscópio (em cima) e esquema do funcionamento da técnica (embaixo).
[Imagem: Qiong Nian et al. - 10.1038/srep06612]

Melhor que metal

O que começou como uma pesquisa para desenvolver um método para fazer metais mais fortes acabou com a descoberta de uma nova técnica para transformar grafite em diamante em condições ambientais normais.

A nova técnica usa um laser pulsado a temperatura ambiente para criar filmes de nanodiamantes, com aplicações potenciais de biossensores a chips de computador futurísticos.

"A maior vantagem é que você pode depositar seletivamente os nanodiamantes em superfícies rígidas, sem as altas temperaturas e pressões normalmente necessárias para produzir diamantes sintéticos," disse Gary Cheng, da Universidade Purdue, nos Estados Unidos.

Transformando grafite em diamante

A técnica começa com uma película formada por uma camada de grafite recoberta com uma folha de vidro. Quando essa película é exposta aos pulsos ultrarrápidos de um laser, o grafite é convertido instantaneamente em um plasma ionizado, criando uma pressão para baixo.

Assim que o pulso de laser cessa, o plasma de grafite resfria e se solidifica rapidamente na forma de diamante - grafite e diamante são feitos de carbono puro, dispostos em diferentes arranjos atômicos.

A folha de vidro confina o plasma, impedindo que ele escape, o que permite criar filmes contínuos de nanodiamantes com grande precisão e confiabilidade.

Laser transforma grafite em diamante a temperatura ambiente
Com o uso de uma base motorizada é possível escrever linhas de nanodiamantes para criar circuitos e sensores.
[Imagem: Qiong Nian et al. - 10.1038/srep06612]

Tinta de diamante

A capacidade de escrever seletivamente linhas de diamante sobre superfícies sólidas pode ser útil para várias aplicações, incluindo a computação quântica, células a combustível e chips de computador de última geração.

"Fizemos isto em temperatura ambiente e sem uma câmara de alta temperatura e pressão, de modo que este processo pode reduzir significativamente o custo de fabricar diamantes. Além disso, viabilizamos uma técnica de escrita direta que pode escrever seletivamente padrões projetados usando [uma "tinta" de] nanodiamantes," completou Cheng.

Os pesquisadores batizaram o processo de CPLD (Confined Pulse Laser Deposition, deposição confinada por laser pulsado, em tradução livre).

Bibliografia:

Artigo: Direct Laser Writing of Nanodiamond Films from Graphite under Ambient Conditions
Autores: Qiong Nian, Yuefeng Wang, Yingling Yang, Ji Li, Martin Y. Zhang, Jiayi Shao, Liang Tang, Gary J. Cheng
Revista: Nature Scientific Reports
Vol.: 4, 6612
DOI: 10.1038/srep06612






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