Nanotecnologia

Microcomponentes são fabricados de diamante puro

Microcomponentes são fabricados de diamante puro
O desafio para fabricar micropeças de diamante é manter tudo na espessura correta. [Imagem: Adrien Toros et al. - 10.1038/s41378-018-0014-5]

Diamante contra o atrito

Pesquisadores suíços desenvolveram uma técnica para fabricar microcomponentes mecânicos a partir de cristais únicos de diamante sintético ultrapuro.

O diamante é muito duro e tem um dos mais elevados módulos de elasticidade, que é um parâmetro mecânico que mostra a rigidez de um material sólido - também conhecido como módulo de Young.

Isto o torna ideal para compor sistema microeletromecânicos, ou MEMS, cujas peças tipicamente sofrem muito com o atrito.

Além disso, o diamante é um condutor térmico muito bom e altamente transparente, o que o torna ideal para muitas aplicações mecânicas e ópticas.

O problema é que essas mesmas características que o tornam um material tão interessante quase impedem seu corte em peças com grande precisão.

Micropeças de diamante

Adrien Toros e seus colegas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, superaram o desafio aprimorando uma técnica chamada corrosão por íons reativos, que é amplamente usada na indústria de chips de computador.

A otimização os permitiu esculpir cristais de diamante sintético em formas tridimensionais com 150 micrômetros de espessura.

"Estamos chegando perto de observar a espessura padrão da indústria, que é de cerca de 0,2 milímetro," disse o professor Niels Quack. "Nossa técnica é interessante para a indústria, e estamos em discussões com uma empresa de relógios suíça. Acreditamos que o diamante oferece menos atrito, o que deve aumentar a reserva de energia, que é o tempo que leva até ser necessário dar corda em um relógio."

A equipe também já está trabalhando para desenvolver componentes ópticos de diamante ultrapuro, como as lentes usadas em imagens térmicas, que operam dentro do espectro infravermelho, e componentes de laser para corte industrial.

Bibliografia:

Precision micro-mechanical components in single crystal diamond by deep reactive ion etching
Adrien Toros, Marcell Kiss, Teodoro Graziosi, Hamed Sattari, Pascal Gallo, Niels Quack
Microsystems & Nanoengineering
Vol.: 4, Article number: 12
DOI: 10.1038/s41378-018-0014-5




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