Cientistas da Universidade Estadual da Carolina do Norte descobriram uma nova forma de carbono sólido, chamada de carbono-Q, e ela tem propriedades curiosas. O carbono-Q é ferromagnético, mais duro que diamante e brilha quando exposto a energia. Essas propriedades fazem com que ele seja diferente do grafite e do diamante (que são as duas outras formas, ou fases, do carbono sólido), e os pesquisadores descobriram que esse Q pode ser usado para construir estruturas de diamante em temperatura ambiente.
Para criar o carbono-Q, é necessário ter duas coisas: uma fonte de carbono e um substrato, o material onde a reação possa ocorrer. A fonte é o que se chama de carbono amorfo, onde todos os átomos estão distribuidos de forma irregular e desorganizada. Um bom exemplo é o carvão, e, neste caso, a escolha do substrato ficou entre safira, vidro e plástico.
O substrato foi revestido com uma camada de carbono amorfo e depois atingido com um único pulso de laser por aproximadamente 200 nanosegundos, o que elevou sua temperatura para 4000 Kelvin (3,726ºC). Logo após, o carbono foi rapidamente resfriado, e se cristalizou em carbono-Q.
"Conseguimos criar uma terceira fase sólida para o carbono," disse Jay Narayan, autor-chefe de três artigos detalhando a pesquisa. "O único lugar em que ela talvez pudesse ser encontrada na natureza é no núcleo de alguns planetas."
Até agora, o carbono-Q foi produzido em camadas entre 20 e 500 nanômetros de espessura. Os pesquisadores detêm muito controle no processo de criação e, mudando o substrato ou o comprimento do pulso, eles foram capazes de criar nanoestruturas de diamante dentro do novo material.
"Podemos usar esse diamante para criar nanoagulhas, microagulhas, nanopontos, ou revestimentos para grandes áreas. Tudo isso pode ser aplicado na administração de medicamentos, processos industriais e na criação de eletrônicos e interruptores de alta temperatura," disse Narayan.
"E tudo é feito à temperatura e atmosfera ambientes - basicamente, estamos usando um laser como o de cirurgias oftalmológicas. Portanto, isso não só nos permite desenvolver novos usos, como o processo em si acaba sendo relativamente barato."
Se um método barato de produção em grande escala for encontrado, as incomuns propriedades do carbono-Q podem torná-lo um material fantástico para a indústria da tecnologia. Além de ser duro e resistente, a resposta do material a impulsos magnéticos e luminosos o tornam muito promissor para o desenvolvimento de novos displays eletrônicos.
O artigo mais recente foi publicado no Journal of Applied Physics, enquanto que o que trata dos nano-cristais de diamante foi publicado em Outubro na APL Materials.
Fonte: IFLScience
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