Pesquisadores da Universidade de Edinburgo, no Reino Unido, descobriram um novo material que pode ser tão duro quanto diamante. Tratam-se dos nitretos de carbono, que surgem quando derivados de carbono e nitrogênio sofrem calor e pressão extremos.
Segundo um estudo, publicado na revista Advanced Materials, os nitretos de carbono conseguem ser mais duros que o nitreto cúbico de boro, o segundo material mais duro depois do diamante.
Os cientistas têm tentado explorar o potencial dos nitretos de carbono desde a década de 1980. Nessa época os pesquisadores notaram pela primeira vez as suas propriedades excepcionais, incluindo a elevada resistência ao calor.
No entanto, mesmo com mais de três décadas de investigação, ainda não tinha sido encontrada uma forma de sintetizá-los, permitindo seu uso em larga escala.
Assim, o estudo deste novo material pode abrir portas para novos produtos e usos multifuncionais. Com aplicações em revestimentos protetores para automóveis e naves espaciais, ferramentas de corte de alta resistência, painéis solares e fotodetectores.
Importante lembrar que, além de sua beleza, o diamante é muito usado na indústria por causa da sua resistência. Ele é o mineral que apresenta maior dureza na escala de Mohs, ou seja, não pode ser riscado por nenhum outro mineral ou substância que possua uma dureza inferior a 10.
Avanço científico
A equipe submeteu várias formas de precursores de carbono e nitrogênio a pressões entre 70 e 135 gigapascais – cerca de um milhão de vezes a nossa pressão atmosférica – enquanto os aquecia a temperaturas de mais de mil e quinhentos graus Celsius.
Para identificar o arranjo atômico dos compostos nessas condições, as amostras foram iluminadas por um intenso feixe de raios X em três aceleradores de partículas – o European Synchrotron Research Facility (França), o Deutsches Elektronen-Synchrotron (Alemanha) e o Advanced Photon Source (Estados Unidos).
Assim, os pesquisadores descobriram que três compostos de nitreto de carbono possuem os blocos de construção necessários para superdureza. Nos testes, todos os três compostos mantiveram suas qualidades semelhantes às do diamante quando retornaram às condições de pressão e temperatura ambiente.
Além disso, cálculos e experiências adicionais sugerem que os novos materiais contêm propriedades adicionais. Incluindo fotoluminescência e alta densidade de energia, onde uma grande quantidade de energia pode ser armazenada numa pequena quantidade de massa.
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