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| Diamantes Lapidados |
Dentre os diversos tipos de sólidos existentes até pouco tempo atrás, era de comum acordo que o diamante, tanto mineral como o sintético, era o que apresentava maior dureza. Essa característica levou-o ao uso industrial, principalmente para cortar diversos outros materiais de dureza maior, como rochas e aço.
Contudo, o reinado do diamante como material mais duro está por um fio e seu futuro será limitado as joias.
Mais Duro que Diamante
O Q-carbono não é encontrado normalmente na natureza, exceto nos núcleos de alguns planetas, onde a temperatura e pressão são elevados. Esse material é considerado a terceira fase sólida do carbono e sua dureza é maior que a do diamante.
A lonsdaleíta ocorre de forma natural em meteoritos, sendo em média 58% mais duro que os diamantes convencionais.
A lonsdaleíta ocorre de forma natural em meteoritos, sendo em média 58% mais duro que os diamantes convencionais.
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| Diamante Convencional |
O diamante usado em joias apresenta uma estrutura cristalina cúbica, como a do gif apresentada ao lado esquerdo. Já a lonsdaleíta apresenta uma estrutura cristalina hexagonal, similar ao do grafite, outro alotrópico do carbono. E a fulerita é um arranjo polimérico obtido a partir do fulereno.
Na realidade, toda a dureza desse material está intimamente ligada a essa estrutura hexagonal, tornando-o ideal para a mineração,agilizando cortes.
Fulerita
A Fulerita foi desenvolvida por pesquisadores russos, a partir do polimero fulereno, durante uma síntese catalítica, o que reduziu substancialmente a pressão necessária para síntese, permitindo a fabricação em escala industrial.
Enquanto o diamante natural atinge dureza entre 70 à 150 GPa, a fulerita atinge de 150 à 300 GPa, isso é possível devido aos diferentes arranjos tridimensionais obtido pela interconexão das ligações covalentes em todas as direções das moléculas de fulereno.
Q-Carbono
No final de 2015, pesquisadores da North Carolina State University sintetizaram pela primeira vez um novo sólido a base de carbono, que além de apresentar dureza superior a do diamante seu custo de produção é menor que do diamante sintético.
Testes demonstram que esse material apresenta caráter ferromagnético, ou seja, é facilmente magnetizado. Já sob corrente elétrica, o Q-carbono apresenta um brilho intenso e baixa função de trabalho, o que torna o material promissor para a eletrônica.
A partir de uma fina amostra de carbono amorfo, depositado em um substrato de ou safira ou termoplástico ou vidro, é atingido por um pulso de laser com duração de 20 ns, obtendo uma temperatura de aproximadamente 3727ºC, seguida de um rápido resfriamento, o filme de Q-carbono obtido apresenta uma espessura de 20 à 500 nm.
A Lonsdaleíta
Encontrado pela primeira vez em 1967, no meteorito Canyon Diablo, que caiu no Arizona, acredita-se que houve uma má formação do diamante comum, devido as condições de extremo calor durante o impacto do meteorito na Terra. No mesmo ano da descoberta, pesquisadores tentaram produzir esse material em laboratório, mas não obtiveram sucesso.
Antes de qualquer tipo de mineração extraterrestre, a lonsdaleíta foi reproduzida, em laboratório com sucesso.
A equipe liderada por Thomas Shiell e Jodie Bradby, na Universidade Nacional da Austrália, conseguiu reproduzir tal material utilizando técnicas de nanoengenharia e carbono amorfo. Esse material foi submetido a uma pressão similar a que os meteoritos são expostos ao entrar na atmosfera da Terra, dada por uma bigorna de diamante,contendo dois diamantes, posicionados em lados oposto e uma temperatura de 400°C.
No vídeo abaixo, os pesquisadores explicam como produziram a lonsdaleíta.
Referencias