Os diamantes são naturalmente duros, mas existe algo na Terra, no espaço ou mesmo em laboratório que seja mais duro?
Com informações de Live Science.
Os diamantes são valorizados pela sua dureza. Em joias, elas podem durar gerações e resistir a arranhões durante o uso diário. Como lâminas ou brocas, elas podem penetrar em quase tudo sem serem destruídas. Na forma de pó, os diamantes polem pedras preciosas, metais e outros materiais.
Então, há algo mais duro que o diamante? Acontece que descobrir a resposta é bem difícil.
Para a maioria dos efeitos práticos, o diamante ainda é o material mais duro, disse Richard Kaner, químico de materiais da Universidade da Califórnia, em Los Angeles. Existem maneiras de criar diamantes que são mais duros do que os diamantes comuns. E há outros materiais que teoricamente podem ser mais duros que o diamante, mas eles não existem em uma forma que você possa segurar na mão ou usar amplamente.
Embora qualquer pessoa que use um anel de diamante possa atestar a durabilidade do cristal, é importante compreender que “dureza” significa algo muito específico para os cientistas, disse Paul Asimow, geoquímico da Caltech. Muitas vezes é confundido com outras qualidades, como rigidez ou força. Esses fatores às vezes, mas nem sempre, estão correlacionados com a dureza.
O diamante, por exemplo, é muito duro, mas apenas moderadamente rígido. E é surpreendentemente fácil de quebrar: ele se estilhaça facilmente ao longo de suas faces de cristal, e é assim que os lapidadores de gemas podem criar diamantes lindos e multifacetados que brilham.
Os cientistas medem a dureza de algumas maneiras diferentes. Os geólogos muitas vezes confiam em uma métrica comparativa chamada escala de dureza de Mohs, uma forma de identificar minerais no campo com base na capacidade de arranhar uns aos outros. O diamante tem nota 10 – o topo da escala – o que significa que pode arranhar quase tudo. O talco macio e quebradiço é 1.
No laboratório, os cientistas de materiais contam com uma medição mais precisa chamada teste de dureza Vickers, que determina a dureza de um material com base na força necessária para indentá-lo com uma ponta pontiaguda. (Para visualizar isso, imagine enfiar um lápis em uma borracha.)
O diamante é composto de átomos de carbono dispostos em uma rede cúbica, mantidos juntos por ligações químicas curtas e fortes. Esta estrutura confere-lhe a sua famosa dureza. A maioria dos materiais que afirmam ser mais duros que o diamante vem de uma ligeira alteração na estrutura cristalina clássica do diamante ou da troca de alguns dos átomos de carbono por átomos como boro ou nitrogênio.
Um principal candidato a um material mais duro que o diamante é a lonsdaleíta. Assim como o diamante, a lonsdaleíta é composta de átomos de carbono, mas eles estão dispostos em uma estrutura cristalina hexagonal em vez de cúbica.
“Lonsdaleite é muito intrigante”, disse Asimow à WordsSideKick.com. Até recentemente, tinha sido encontrado em quantidades tão pequenas, principalmente dentro de meteoritos, que não estava claro se contava como um material independente ou se era apenas um defeito na estrutura cristalina padrão do diamante.
Recentemente, uma equipe de cientistas encontrou cristais de lonsdaleíta do tamanho de mícrons em meteoritos – cristais ainda pequenos, mas muito maiores do que as descobertas anteriores. Isso deu mais credibilidade ao mineral, disse Asimow. Outros cientistas relataram ter feito lonsdaleíta em laboratório, embora os cristais existissem apenas por uma fração de segundo.
Portanto, a lonsdaleíta é intrigante, mas não substituirá o diamante em aplicações como corte, perfuração ou polimento tão cedo.
Brincar com a estrutura em nanoescala do diamante também pode criar um material mais duro do que um diamante normal. Um material feito de muitos pequenos cristais de diamante será mais duro do que um diamante com qualidade de gema que é um único cristal, porque os grãos em nanoescala se prendem em vez de passarem uns pelos outros. Os diamantes “nanotwinned”, nos quais os grãos formam padrões de imagem espelhada uns dos outros, têm o dobro da dureza dos diamantes normais.
No final das contas, porém, a maioria dos cientistas não está buscando materiais superduros apenas para estabelecer recordes – eles estão tentando criar algo útil.
“Os cientistas de materiais gastam muito tempo inventando materiais superduros que podem ser fabricados em grande escala”, disse Asimow. “E para muitos propósitos, ser mais duro que o diamante não é o critério de projeto.” Os cientistas podem querer algo quase tão duro quanto o diamante, mas mais barato ou mais fácil de fabricar em laboratório.
Por exemplo, o laboratório de Kaner criou uma variedade de metais superduros que poderiam ser usados em aplicações industriais no lugar do diamante. Um que agora está disponível comercialmente é uma combinação de tungstênio e boro, com alguns outros metais espalhados. O formato dos cristais confere ao material propriedades diferentes em diferentes direções – portanto, quando mantido na orientação correta, ele pode riscar um diamante, Kaner disse à WordsSideKick.com. Também é mais acessível de criar, em parte porque não requer as condições de alta pressão usadas para fazer diamantes em laboratório, observou ele.
Portanto, embora o diamante em suas muitas formas ainda governe o poleiro em termos de dureza, o material clássico enfrentará desafios para manter seu trono no futuro.
