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Uma equipa de investigadores desenvolveu um novo método, que usa uma liga metálica líquida, para produzir diamantes em condições de pressão moderada.
Normalmente, os diamantes demoram milhares de milhões de anos a formar-se naturalmente, e algumas semanas a ser produzidos sinteticamente.
Num novo estudo, uma equipa de investigadores desenvolveu um método que usa uma mistura especial de metal líquido capaz de produzir diamantes em 150 minutos, e à pressão atmosférica normal.
A nova técnica, que foi apresentada num artigo publicado esta quarta-ferira na revista Nature, elimina a necessidade de submeter os materiais à enorme pressão habitualmente necessária para a produção de diamantes.
Os diamantes sintéticos só podem ser produzidos usando catalisadores de metal líquido na “faixa de pressão gigapascal” (tipicamente 5-6 GPa, onde 1 GPa é cerca de 10.000 atm), e tipicamente dentro da faixa de temperatura de 1.300-1.600°C.
No entanto, os diamantes assim produzidos estão sempre limitados a tamanhos de aproximadamente um centímetro cúbico, ou seja, atingir pressões tão elevadas só pode ser feito numa escala de comprimento relativamente pequena.
A descoberta de métodos alternativos para produzir diamantes em metal líquido sob condições mais suaves, particularmente a baixa pressão, é um enorme desafio da ciência dos materiais — que, se ultrapassado poderia revolucionar a produção de diamantes.
No novo estudo, uma equipa de investigadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul, liderada pelo físico norte-americano Rodney Ruoff, usou uma mistura específica de metais líquidos — gálio, ferro, níquel e silício — aquecidos rapidamente numa câmara de vácuo com gases metano e hidrogénio.
Nestas condições, os átomos de carbono ficam suspensos no metal líquido, formando sementes de cristais de diamante. A apenas 1 ATM de pressão e a 1.025°C, e em menos de 15 minutos, surgem pequenos fragmentos de diamante, e uma película contínua de diamante pode ser formada em apenas 150 minutos.
Ruoff et al. / Nature
Crescimento de diamantes em liga metálica líquida sob pressão de 1 atmosfera
A nova técnica, dizem os autores do estudo, citados pelo Phys.org, tem o potencial de revolucionar a produção de diamantes em vários campos, desde aplicações industriais e eletrónicas a computadores quânticos.
Os autores do estudo acreditam que esta abordagem de metal líquido pode ser desenvolvida para cultivar diamantes em diversas superfícies e até mesmo em partículas de diamante existentes.
