Diamantes feitos de grafeno já são realidade desde o ano passado, quando uma equipe do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul converteu, quimicamente, uma folha dessa forma cristalina do carbono que pode ser descrito como diamante em folha. Mas, desde 2014, cientistas da americana Universidade Rice já sabiam como fazer isso, mas sem química; agora, eles conseguiram.
Liderada pelo cientista de materiais Boris Yakobson, a equipe conseguiu sintetizar os nanodiamantes (chamados de diamanos) unindo duas camadas de grafeno em uma rede cúbica usando, além do calor, pressão e a reação do próprio material ao processo (a mecanoquímica).
“Até agora, diamanos eram fabricados convertendo o grafeno de duas camadas com o uso da química. Combiná-las usando pressão local e a mecanoquímica que o processo desencadeia parece um caminho promissor a ser tentado”, diz Yakobson.
Química em escala industral
Diamanos formam um filme fino, flexível e quase inquebrantável como os diamantes, com aplicações em nanoeletrônica e nano-óptica, como semicondutor. Sua produção ainda está em nanoescala: duas folhas de grafeno são inseridas entre camadas de hidrogênio ou flúor.
Então, a partir de um único ponto de pressão, os átomos de hidrogênio ou flúor ligam-se covalentemente às superfícies, gerando conexões carbono-carbono entre as camadas, em uma reação que se espalha por todo o material.
Um único ponto de pressão pode desencadear conexões entre camadas de grafeno, reorganizando sua estrutura em diamante cúbico.Fonte: Rice University/Pavel Sorokin/Divulgação
Publicado na revista Small, o processo funcionou em uma camada dupla de grafeno, mas agora a equipe da Rice espera conseguir repeti-lo com um número cada vez maior de folhas. No passo seguinte, que é conseguir diamanos em escala industrial, talvez a química seja necessária.
“Em filmes mais espessos, a barreira aumenta rapidamente com o número de camadas. Pode-se reduzi-la com o uso de pressão externa, mas ela e também a química devem atuar juntas para conseguirmos um diamante 2D”, acrescentou o coautor do estudo, o cientista de materiais Pavel Sorokin.
