Cientistas abrem caminho para produção de diamantes flexíveis | Usinagem Brasil
Cientistas abrem caminho para produção de diamantes flexíveis
(10/04/2022) – Uma equipe do Instituto Carnegie para Ciência, dos Estados Unidos, pode ter aberto o caminho para a produção de um material tão duro e resistente quanto o diamante, mas também tão flexível e moldável quanto um plástico.
Liderada por Samuel Dunning, a equipe desenvolveu uma técnica original para a criação de nanofios (ou nanofibras) de carbono, algo que várias instituições de pesquisa haviam tentado antes, mas sem muita precisão e consistência.
Os nanofios de diamante são cadeias ultrafinas de átomos de carbono, criadas através da compressão dos anéis de carbono, de modo a formar o mesmo tipo de ligação química que torna o diamante o material mais duro da natureza.
No entanto, em vez da estrutura de carbono 3D encontrada em um diamante comum, as bordas desses fios foram "tampadas" com ligações carbono-nitrogênio, que tornaram toda a estrutura flexível.
"Como os nanofios só têm essas ligações em uma direção, eles podem dobrar e flexionar de maneiras que os diamantes normais não podem", explicou Dunning, segundo quem um dos maiores desafios da equipe foi fazer com que os átomos de carbono reagissem de maneira previsível.
De fato, em nanofios feitos de benzeno e outros anéis de seis átomos, cada átomo de carbono pode sofrer reações químicas com diferentes vizinhos. Isso leva a muitas reações possíveis, competindo umas com as outras e criando muitas configurações diferentes de nanofios.
Essa incerteza é um dos maiores obstáculos que os cientistas enfrentam para sintetizar nanofios com estruturas químicas precisas. A equipe descobriu, entretanto, que adicionar nitrogênio ao anel, no lugar do carbono, pode ajudar a guiar a reação por um caminho previsível.
Foi utilizada a piridazina, um anel de seis átomos composto de quatro carbonos e dois nitrogênios. Os dois nitrogênios diminuíram drasticamente o número de possíveis reações, ao reduzir os locais onde elas pudessem ocorrer.
De acordo com Dunning, graças às propriedades únicas dos nanofios de diamante, eles deverão ter uma enorme gama de aplicações úteis, desde a criação de tecidos ultrarresistentes até os longamente sonhados elevadores espaciais, que eventualmente poderão substituir os foguetes.