Sandia National Laboratórios/Divulgação

Pesquisador olha através de películas de diamante com espessura de 600 ângstrons (cerca de 6 milionésimos de um centímetro)

Pesquisas com materiais de carbono desenvolvem películas ultra-resistentes de espessura microscópica

RICARDO BONALUME NETO
especial para a Folha

Uma equipe de pesquisa dos EUA descobriu o caminho para o diamante ser um artigo barato e comum, usado em coisas tão diferentes como peças de automóvel, discos de memória de computador ou próteses ortopédicas.
Não se trata, naturalmente, do cristal diamante, a pedra preciosa mais cara e cobiçada. A futura banalização do diamante pertence aos filmes feitos com essa substância. Assim como hoje é comum se ter frigideiras recobertas com teflon, no futuro o diamante vai recobrir tudo aquilo que precisar de algo duro e resistente.
Arthur C. Clarke, o autor de uma série de livros de ficção científica -com as datas 2001, 2010 e 2061 nos títulos- previu que coberturas de diamantes serão comuns no futuro até para revestir edifícios.
A equipe de pesquisadores dos Laboratórios Nacionais Sandia desenvolveu uma maneira simples de diminuir o estresse interno desses filmes amorfos -isto é, não-cristalinos- de diamante. Com isso, cobrir algo de diamantes passou a ser bem mais simples.
O diamante é uma forma mineral e cristalina do elemento carbono. Mas suas versões menos perfeitas têm grande importância industrial, pois ele é a substância mais dura conhecida.
O mecanismo natural de produção dos diamantes, na opinião dos geólogos, exige enorme calor e pressão para que ocorra a cristalização do carbono. Eles são produzidos no magma incandescente no interior da Terra. Mesmo explosões de estrelas -as supernovas- produzem diamantes que se espalham pelo espaço.
A palavra diamante vem do grego "adámas", ou seja, "invencível", "indomável". O nome se refere claramente às propriedades físico-químicas dessas pedras raras e caras, mas também serve para descrever o problema que os cientistas tinham com os filmes amorfos. Era difícil produzir filmes que não se soltassem do substrato com o estresse do material, inerente à ousadia de achatar os diamantes.
A nova técnica foi obra dos pesquisadores Tom Friedmann e John Sullivan. Eles conseguiram produzir filmes finíssimos, e membranas independentes de um substrato com espessura de menos de 600 ângstrons (um ângstrom mede um décimo milionésimo de milímetro, e equivale ao diâmetro de um átomo de carbono).
Eles mostraram que o novo material tem uma dureza quase igual à do diamante cristalino, equivalente a 90%. O processo de produção desse revestimento superespecial utiliza como matéria-prima um alvo de grafite (uma outra forma cristalina do carbono). Esse alvo é atingido por raio laser, e o material depositado na forma de um filme é aquecido. Um dos pontos-chave é a inexistência de hidrogênio no filme. Os cientistas notaram que filmes amorfos de diamante com hidrogênio aquecidos se convertem em grafite.
Vários laboratórios pesquisam filmes de diamante. O grande objetivo da ciência dos materiais é produzir substâncias perfeitamente adaptadas a cada necessidade tecnológica, algo que demande elementos químicos dotados de uma versatilidade intrínseca.
É o caso do mais versátil de todos, o carbono: na forma de grafite, serve como lubrificante; como diamante, se torna um material ultra-resistente; e, em compostos orgânicos, permite que exista vida no planeta Terra.
Pesquisadores de outro laboratório governamental dos EUA, o Lawrence Berkeley, associados com a empresa IBM e a Universidade da Califórnia, têm descoberto meios de proteger os vitais discos de memória de computadores com filmes de diamante.
Para obter maiores densidades de informação, os discos e as cabeças de gravação precisam facilitar leitura magnética -e isso exige revestimentos mais finos e de material mais resistente. É mais uma necessidade adequada aos filmes finos de carbono e diamante.
Mas não é preciso ter a imaginação de um Clarke para ver que um filme fino ultra-resistente pode servir para aplicações bem diferentes entre si. O diamante também é resistente a ataque de substâncias químicas como ácidos e álcalis, o que o torna uma boa opção para fins biônicos.


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