Há mais de 200 anos o diamante está no topo da escala de Mohs, a escala que mede a dureza dos minerais. Os diamantes são mais do que uma pedra brilhante, são o epítome da resistência. Agora podemos ter um mineral ainda mais duro, embora, por enquanto, apenas em teoria.
Superdiamante. Uma equipe internacional de pesquisadores simulou, através de um computador, a existência de um material até 30% mais resistente à compressão que o diamante. Embora seja uma simulação, este trabalho teórico pode abrir caminho para um material nunca antes visto na Terra.
BC8. A dureza do diamante se deve à sua estrutura, na qual seus átomos estão distribuídos de forma tetraédrica. Isto significa que cada átomo de carbono se liga aos quatro átomos mais próximos dele, o que por sua vez implica que o átomo está na configuração ideal dada a sua valência. Uma configuração ideal que compartilha com outros elementos como silício ou germânio.
A simulação indica que existe uma fase, chamada de corpo centrado em oito átomos, ou BC8 (fase cúbica de corpo centrado de oito átomos). Esta fase mantém a estrutura tetraédrica, mas introduz uma mudança: cobrir as lacunas que se formam quando o carbono se transforma em diamante.
Simulações, por enquanto. Embora esta fase nunca tenha sido observada diretamente num diamante, as condições que a permitem podem ocorrer na Terra em dois outros minerais: o silício e o germânio.
A partir de observações destes minerais, e utilizando simulações de dinâmica molecular num supercomputador, Frontier, a equipe conseguiu testar a estabilidade desta estrutura de carbono. Segundo explicam, um dos pontos-chave do processo foi a utilização de um modelo de aprendizagem automatizado capaz de descrever interações átomo a átomo com “precisão quântica” e em uma ampla faixa de altas pressões e temperaturas.
Detalhes do trabalho foram publicados em matéria da revista O Jornal de Cartas de Físico-Química.
O caminho para o super diamante. O estudo não só serviu para demonstrar que esta forma de diamante (ou carbono) existe, mas também pode nos dar pistas importantes sobre como sintetizar este mineral e onde encontrá-lo. De acordo com as simulações, o “pós-diamante BC8”, como também tem sido chamado, só poderia ocorrer em uma região estreita do diagrama de fases do carbono.
Isto significa que este super diamante só poderia ocorrer com combinações muito precisas de temperatura e pressão. Além disso, as simulações também abrangem o “caminho de compressão” que pode nos levar a este novo mineral.
A equipe acredita ter encontrado assim as razões pelas quais os testes anteriores de criação de um superdiamante em laboratório foram em vão.
Usos no mundo real. Mas tudo isso para quê? Os diamantes são muito úteis tanto para aplicações industriais como científicas. Esses minerais são usados para criar instrumentos de corte afiados, úteis na prospecção geológica e em laboratórios. Seria de se esperar que esses superdiamantes também pudessem ser usados em uma ampla gama de contextos.
Seu uso em joias é, entretanto, menos provável. Mas quem sabe.
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Imagem | Mark Meamber/LLNL