“Gaiola” de superdiamante sintético muda propriedades de materiais

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Pesquisadores da Instituição Carnegie para a Ciência, nos EUA, desenvolveram um tipo de superdiamante sintético que aprisiona materiais e permite que suas propriedades mecânicas e eletrônicas sejam alteradas. A “gaiola” foi criada a partir do carbono, um dos elementos mais abundantes no Universo, e do boro, elemento que costuma ser usado para tornar as estruturas químicas mais estáveis, podendo ter diversas aplicações na indústria.

Superdiamante

Embora exista uma imensa diversidade de compostos à base de carbono, apenas algumas estruturas apresentam ligações tridimensionais – característica que dá a tais estruturas propriedades como dureza, força e condutividade térmica. O diamante é uma delas (o grafite, por exemplo, que também é um composto à base de carbono, têm ligações bidimensionais e, portanto, é muitíssimo menos resistente) e, com o desenvolvimento de novas tecnologias, os cientistas conseguiram sintetizar alguns materiais análogos ao diamante a partir da adição de novos elementos. Só que não muitos deles.

(Fonte: Carnegie Science / Tim Strobel / Reprodução)

Mesmo assim, várias previsões indicavam a possibilidade de se criar mais variedades de supermateriais, e o grupo da Instituição Carnegie, depois de rodar uma série de simulações, concluiu que conseguiria criar a estrutura desejada com a adição de boro – elemento que, conforme citamos antes, atua tornando os compostos mais estáveis. Os pesquisadores também examinaram materiais à base de carbono conhecidos como clatratos, que se parecem com pequenas gaiolas e têm como característica a habilidade de “aprisionar” diferentes tipos de átomos e moléculas.

Então, os cientistas sintetizaram clatratos feitos de carbono e boro, ou seja, minúsculas jaulinhas cuja estrutura é tão resistente quanto a de um diamante e capazes de encerrar partículas em seu interior. Mas, durante os testes, os pesquisadores “prenderam” átomos de estrôncio dentro das gaiolas, as submeteram a condições pressão e calor elevados – e o resultado foi que o superdiamante passou a apresentar propriedades condutoras em temperatura ambiente.

(Fonte: Carnegie Science / Tim Strobel / Reprodução)

Os pesquisadores explicaram ainda que, embora os experimentos tenham sido realizados com átomos de estrôncio, as propriedades do clatrato podem mudar dependendo do elemento aprisionado – fazendo com que ele passe a apresentar características de super ou semicondutor enquanto mantém ligações tridimensionais estáveis e robustas como as dos diamantes. Com o desenvolvimento dessa nova técnica, os cientistas esperam poder criar uma variedade de materiais à base de carbono e com propriedades que podem ser selecionadas de acordo com cada necessidade.

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