Gosta de diamantes? Então saiba que, recentemente, um grupo de cientistas desenvolveu uma nova técnica para sintetizar diamantes em condições de pressão atmosférica normal, sem a necessidade de uma gema inicial.
Esta descoberta pode melhorar muito a forma como os diamantes são produzidos em laboratório, tornando o processo mais simples e acessível. Entenda tudo em detalhes!
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O contexto da descoberta
Tradicionalmente, os diamantes naturais se formam nas profundezas do manto terrestre, sob pressões extremas de vários gigapascals e temperaturas superiores a 1500 graus Celsius.
Este ambiente hostil é imitado pelo método de alta pressão e alta temperatura (HPHT), utilizado para criar 99% dos diamantes artificiais.
Este método requer condições extremas para transformar carbono dissolvido em metais líquidos, como ferro, em diamante ao redor de uma pequena semente de diamante inicial. Além disso, o HPHT é demorado, levando semanas para produzir pequenas joias.
Outra técnica, conhecida como deposição química de vapor (CVD), reduz algumas exigências do HPHT, como as altas pressões, mas ainda requer uma semente inicial. Ambas as técnicas apresentam desafios expressivos em termos de custo, tempo e complexidade dos processos.
A nova técnica: uma melhoria importante na síntese de diamantes
A equipe liderada pelo físico-químico Rodney Ruoff, do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul, desenvolveu uma nova técnica que supera algumas desvantagens dos métodos tradicionais.
Publicado na revista Nature, o novo processo possibilita a síntese de diamantes a pressão atmosférica normal, sem a necessidade de uma semente inicial.
O processo envolve o uso de gálio aquecido eletricamente, misturado com um pouco de silício, em um cadinho de grafite. O gálio foi escolhido com base em estudos anteriores que mostraram sua capacidade de catalisar a formação de grafeno a partir do metano.
A equipe alojou o cadinho em uma câmara de 9 litros, mantida à pressão atmosférica ao nível do mar, onde o gás metano superaquecido e rico em carbono é liberado.
O processo de crescimento dos diamantes
Os pesquisadores descobriram que uma mistura de gálio, níquel e ferro, juntamente com uma pitada de silício, era ideal para catalisar o crescimento de diamantes.
Com esta combinação, os diamantes começaram a se formar na base do cadinho em apenas 15 minutos. Em duas horas e meia, um filme de diamante mais completo se formou, mostrando um alto grau de pureza, apesar de conter alguns átomos de silício.
Embora os detalhes do mecanismo de formação dos diamantes ainda sejam desconhecidos, os cientistas acreditam que a queda de temperatura empurra o carbono do metano para o centro do cadinho, onde se funde em diamante. O silício parece atuar como uma semente para a cristalização do carbono.
Desafios e potencial do novo processo
Apesar dos avanços, a nova técnica ainda enfrenta desafios. Os diamantes produzidos são minúsculos, centenas de milhares de vezes menores que os criados pelo método HPHT, tornando-os inadequados para uso em joias. No entanto, esses pequenos diamantes podem ter aplicações tecnológicas importantes, como em polimento e perfuração.
Os diamantes produzidos pela técnica ainda têm dimensões muito reduzidas (créditos: Institute for Basic Science)
O principal benefício do novo método é a simplicidade e a rapidez do processo, que pode aumentar de maneira expressiva a produção de diamantes. Ruoff sugere que, em um ou dois anos, será possível avaliar melhor o impacto comercial dessa técnica.
Em todo caso, a capacidade de sintetizar diamantes em condições de pressão atmosférica normal pode ter um impacto profundo em diversas indústrias.
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Além das aplicações tecnológicas, a facilidade e a rapidez do novo método podem reduzir os custos de produção, tornando os diamantes mais acessíveis para um público mais amplo.
Além disso, a técnica pode contribuir para a sustentabilidade, uma vez que potencialmente pode reduzir a necessidade de mineração de diamantes naturais, que tem um impacto ambiental relevante.
Com o tempo, esse novo processo pode transformar a indústria de joias. E você, iria querer um diamante que surgisse deste método? Eu posso dizer que isso parece bem interessante!
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