Diamantes são frequentemente associados ao luxo e ao glamour, mas sua aplicação vai muito além da estética. Considerados os materiais mais duros do planeta, diamantes possuem uma durabilidade impressionante, que pode ser quantificada em uma escala de 70 a 150 gigapascais. Essa propriedade notável os torna elementos essenciais em ferramentas que exigem resistência extrema ao desgaste e à pressão.
Graças a essa dureza sem paralelo, diamantes têm se tornado componentes vitais em diversas áreas industriais. Desde a perfuração de solo pesado até procedimentos odontológicos de precisão e até a proteção de veículos espaciais, o mineral cintilante desempenha um papel crucial em operações que dependem de materiais de desempenho excepcional.
Após anos de pesquisa intensiva, cientistas da Universidade de Edimburgo, em colaboração com a Universidade de Bayreuth na Alemanha e a Universidade Linköping na Suécia, alcançaram um marco significativo na síntese de nitreto de carbono. O estudo, publicado na revista Advanced Materials, relata a criação bem-sucedida de amostras de nitreto de carbono que apresentam uma dureza impressionante. Os resultados revelaram que o material sintetizado possui uma dureza entre 78 e 86 GPa, o que o coloca acima do nitreto de boro cúbico, contento uma dureza de 50 a 55 GPa. Este avanço, segundo o New Scientist, sinaliza a primeira vez que os pesquisadores conseguiram sintetizar nitreto de carbono, perseguindo seu desenvolvimento desde 1989.
Apesar da descoberta e da alta dureza do material, o nitreto de carbono ainda não ultrapassa o diamante em termos de dureza, o qual permanece como a substância mais dura conhecida. Esses achados sugerem que o diamante pode realmente ser insuperável como o material mais resistente disponível, uma perspectiva respeitada no campo da ciência dos materiais.
Durante um experimento revolucionário, cientistas submeteram precursores de carbono e nitrogênio do nitreto de carbono a uma pressão aproximadamente 700.000 vezes maior que a pressão atmosférica do planeta. A compressão foi realizada entre dois pontos de diamante e, simultaneamente, os precursores foram aquecidos a cerca de 1500 graus Celsius por meio de lasers, recriando condições encontradas a milhares de quilômetros dentro da Terra.
Os nitretos de carbono resultantes passaram por avaliações com feixes de raios-X intensamente fortes em três aceleradores de partículas distintos na Europa. Ao analisá-los, a equipe identificou três amostras sintetizadas que continham blocos de construção essenciais para a superdureza. Além disso, esses novos materiais conservaram sua dureza mesmo após o resfriamento e a volta à pressão atmosférica padrão.
Dominique Laniel, um bolsista líder no futuro no Instituto de Física de Matéria Condensada e Sistemas Complexos da Universidade de Edimburgo, expressou seu espanto afirmando que “materializar materiais que pesquisadores têm sonhado nas últimas três décadas” vai além do incrédulo. Esses materiais, segundo ele, oferecem um forte incentivo para reduzir a lacuna entre a síntese de materiais sob alta pressão e suas aplicações industriais.
Pesquisadores descobriram que nitretos de carbono sintéticos podem possuir fotoluminescência e uma densidade de energia elevada. Isto sugere que quantidades mínimas desses compostos poderiam armazenar quantidades significativas de energia. Nitretos de carbono têm o potencial para se tornarem explosivos potentes devido a essa propriedade.
A produção em maior escala de nitretos de carbono sintéticos é atualmente limitada pelo custo. Diamantes de grande porte são necessários para aplicar a pressão necessária na síntese desses compostos, representando um investimento elevado em ferramentas de laboratório. Diferentemente dos diamantes, os nitretos de carbono sintéticos poderiam, teoricamente, gerar sinais elétricos sob pressão e ser utilizados em aplicações explosivas. Eles têm o potencial de se equiparar aos diamantes em várias aplicações de engenharia, desde que sua viabilidade econômica e industrial seja confirmada, o que demanda um trabalho considerável.
