Impressionante! Cientistas criaram diamantes em 150 minutos

Os diamantes naturais demoram milhares de milhões de anos a formarem-se, sendo associados a desmedida exclusividade e estando disponíveis a preços pouco acessíveis. Considerando o processo artificial - ainda assim, demorado -, cientistas conseguiram, agora, criar diamantes em apenas 150 minutos.

Conforme é sabido, os diamantes naturais demoram milhares de milhões de anos a formarem-se em pressões e temperaturas extremas nas profundezas do subsolo. Por sua vez, as formas sintéticas podem ser produzidas muito mais rapidamente. Porém, normalmente, ainda requerem um esmagamento intenso durante várias semanas.

Um novo método baseado numa mistura de metais líquidos pode criar um diamante artificial numa questão de minutos, sem necessidade de um esmagamento brutal. Apesar de, ainda assim, serem exigidas temperaturas muito altas (de 1025 °C), uma película de diamante foi formada em 150 minutos, e a uma unidade de atmosfera padrão (atm), isto é, consideravelmente menos do que a pressão normalmente necessária.

A equipa, liderada por investigadores do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul, acredita que o processo poderá fazer uma diferença significativa na produção de diamantes sintéticos.

Formar diamantes sem precisar de milhares de milhões de anos

A dissolução de carbono em metal líquido para o fabrico de diamantes não é inteiramente nova. Afinal, a General Electric desenvolveu um processo há largos anos, utilizando sulfureto de ferro fundido, por exemplo.

Contudo, estes processos continuavam a exigir pressões de 5-6 gigapascal e uma "semente" de diamante para o carbono se agarrar.

Descobrimos um método para produzir diamantes a uma pressão de 1 atm e a uma temperatura moderada, utilizando uma liga de metal líquido.

Lê-se no artigo publicado na Nature.

A redução da pressão foi conseguida, utilizando uma mistura cuidadosa de metais líquidos: gálio, ferro, níquel e silício. Um sistema de vácuo feito à medida foi construído num invólucro de grafite, com o objetivo de aquecer muito rapidamente e depois arrefecer o metal enquanto este era exposto a uma combinação de metano e hidrogénio.

Estas condições fazem com que os átomos de carbono do metano se espalhem pelo metal derretido, atuando como sementes para os diamantes. Relativamente pouco tempo depois, pequenos fragmentos de cristais de diamante foram expelidos do metal líquido logo abaixo da superfície, enquanto duas horas e meia de exposição produziram uma película contínua de diamante.

Embora a concentração de carbono que forma os cristais tenha diminuído a uma profundidade de apenas algumas centenas de nanómetros, os investigadores esperam que o processo possa ser melhorado com alguns ajustes.

Sugerimos que modificações simples poderiam permitir o crescimento do diamante numa área muito grande, utilizando uma superfície ou interface maior, configurando os elementos de aquecimento para obter uma região de crescimento potencial muito maior e distribuindo o carbono na região de crescimento do diamante de algumas novas formas.

Escreveram os investigadores.

Estas modificações vão levar tempo e a investigação sobre este processo ainda está na sua fase inicial. Contudo, os autores do novo estudo pensam que tem muito potencial - e que outros metais líquidos poderiam ser incorporados para obter resultados semelhantes ou melhores.

O processo atualmente utilizado para criar a maioria dos diamantes sintéticos - utilizados para uma grande variedade de processos industriais, eletrónica e até computadores quânticos - demora vários dias e necessita de muito mais pressão. Se esta nova técnica for ao encontro do esperado, a produção de diamantes tornar-se-á muito mais rápida e muito mais fácil.

A abordagem geral da utilização de metais líquidos pode acelerar e fazer avançar o crescimento de diamantes numa variedade de superfícies, e talvez facilitar o crescimento de diamantes em pequenas partículas de diamante (semente).