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Um estudo recentemente publicado no periódico científico The Journal of Physical Chemistry Letters apresentou para o mundo o superdiamante, um material ainda mais resistente.
Essa investigação contou com simulações laboratoriais que prometem abrir novos horizontes na busca por uma forma de carbono excepcionalmente resistente.
Esta forma, conhecida como fase BC8, tem o potencial de superar a notável dureza do diamante.
A pesquisa, fruto da colaboração entre cientistas dos Estados Unidos e da Suécia, foi possível graças ao uso de supercomputadores, representando um marco significativo na ciência dos materiais.
A fase BC8, também chamada de superdiamante, é uma estrutura molecular singular, composta por oito átomos de carbono dispostos em uma configuração cúbica centrada no corpo.
Estima-se que essa forma seja até 30% mais resistente à compressão do que o diamante, atualmente considerado o material mais robusto encontrado em nosso planeta.
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Superdiamante é incomparável
O diamante já é conhecido por sua excepcional dureza, atribuída à sua estrutura atômica organizada em uma rede tetraédrica, na qual cada átomo de carbono está ligado a quatro vizinhos mais próximos.
Embora essa configuração confira à pedra sua notável resistência, também apresenta pontos de fragilidade.
Por outro lado, a fase BC8, ou superdiamante, mantém uma estrutura tetraédrica semelhante à do diamante, porém, sem os pontos de vulnerabilidade, tornando-a potencialmente mais resistente.
Esta configuração peculiar do carbono BC8 tem despertado interesse científico há algum tempo, especialmente por conta das suas possíveis aplicações na produção de materiais extremamente robustos.
Testes
Físicos conduziram simulações de dinâmica molecular com precisão quântica em um supercomputador para investigar o comportamento do diamante sob altas pressões e temperaturas.
O objetivo era compreender as condições nas quais o carbono poderia se transformar na estrutura BC8, oferecendo novas perspectivas sobre os processos envolvidos em sua formação.
Além disso, cientistas já encontraram a fase BC8 em dois materiais terrestres, o silício e o germânio. Ao analisar as características do BC8 nesses materiais, os pesquisadores conseguiram inferir como essa fase se comportaria no carbono.
Dessa forma, a sugestão é que essa forma do carbono possa existir em ambientes de alta pressão, como as profundezas dos exoplanetas.
Teorias indicam que o BC8 do carbono é a estrutura mais resistente do elemento, capaz de manter sua integridade sob pressões extremas, até 10 milhões de vezes superiores à atmosférica.
No entanto, apesar das teorias e simulações computacionais, a produção do carbono BC8 tem sido um desafio.
Os cientistas têm encontrado dificuldades para criar as condições extremas necessárias para sua formação em laboratório. A falta de entendimento dessas condições específicas tem sido um grande obstáculo na prática.
Embora a teoria tenha forte consolidação, pesquisadores ainda não sabem, de fato, com o que estão trabalhando.
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Cientistas estudam formação do superdiamante
Com o auxílio de supercomputadores de ponta, como o Frontier no Laboratório Nacional de Oak Ridge, financiado pelo Departamento de Energia dos EUA, os cientistas conseguiram avançar significativamente nesse campo.
Eles elaboraram simulações meticulosas que retratam as interações entre átomos individuais em uma vasta gama de pressões e temperaturas.
Dessa forma, podem replicar as condições extremas presentes em ambientes onde se suspeita que o carbono BC8 possa estar presente.
Os insights obtidos a partir dessas simulações ofereceram informações preciosas sobre as condições essenciais para a formação do carbono BC8.
Atualmente, os cientistas estão concentrados em conduzir experimentos para tentar sintetizar o carbono BC8 em condições controladas.
Caso tenham sucesso, esses experimentos irão desbravar novas fronteiras na pesquisa de materiais e abrir caminho para aplicações práticas. Com isso, terá potencial para impulsionar avanços significativos em diversas áreas de aplicação.
No entanto, as informações ainda são teóricas, e é necessário muitos estudos para confirmar não apenas a força do superdiamante, mas também sua viabilidade.
Fonte: Olhar Digital
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