Diamante espacial pode ser usado para criar materiais super-resistentes


Os cientistas debateram sua existência. Pequenos vestígios forneciam pistas. Agora, os pesquisadores confirmaram a existência de um diamante celestial depois de encontrá-lo na superfície da Terra.

A pedra, chamada lonsdaleíta, tem dureza e resistência que superam a de um diamante comum. O mineral raro chegou aqui por meio de um meteorito, como sugerem novas pesquisas.

Além disso, o processo químico natural através do qual os cientistas acreditam que a lonsdaleíta se formou pode inspirar uma maneira de fabricar componentes industriais super duráveis, de acordo com os autores do estudo publicado em 12 de setembro na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

A revelação começou a se desenrolar quando o geólogo Andy Tomkins, professor da Universidade Monash, na Austrália, estava em campo categorizando meteoritos. Ele encontrou um estranho tipo de diamante “dobrado” em uma rocha espacial no noroeste da África, disse o coautor do estudo Alan Salek, estudante de doutorado e pesquisador da Universidade RMIT, na Austrália.

Tomkins teorizou que o meteorito que continha a lonsdaleíta veio do manto de um planeta anão que existiu há cerca de 4,5 bilhões de anos, disse Salek.

“O planeta anão foi então catastroficamente atingido por um asteroide, liberando pressão e levando à formação desses diamantes realmente estranhos”, acrescentou.

Com seus métodos de ponta e possibilidades para o futuro, a descoberta é emocionante, disse Paul Asimow, professor de geologia e geoquímica do Instituto de Tecnologia da Califórnia. Asimow não esteve envolvido no estudo.

“Ele realmente aproveita vários desenvolvimentos recentes em microscopia para fazer o que eles fizeram tão bem quanto fizeram”, disse Asimow.

A equipe conseguiu analisar o meteorito com a ajuda de microscopia eletrônica e técnicas avançadas de síncrotron (um tipo de acelerador de partículas), que construíram mapas dos componentes do objeto espacial, incluindo lonsdaleíta, diamante e grafite, de acordo com o estudo.

Diamantes e lonsdaleíta podem se formar de três maneiras. Pode ser através de alta pressão e temperatura por um longo período de tempo, que é como os diamantes se formam na superfície da Terra; o choque de uma colisão de hipervelocidade de um meteoro; ou a liberação de vapores de grafite quebrado que se prenderia a um pequeno fragmento de diamante e se desenvolveria sobre ele, disse Asimow.

O método que cria o mineral pode influenciar seu tamanho, acrescentou. Os pesquisadores propuseram neste estudo que o terceiro método formava a amostra maior que eles encontraram.

“A natureza nos forneceu um processo para tentar replicar na indústria”, disse Tomkins em um comunicado à imprensa. “Achamos que a lonsdaleíta poderia ser usada para fazer peças de máquinas minúsculas e ultrarresistentes se pudermos desenvolver um processo industrial que promova a substituição de peças de grafite pré-moldadas por lonsdaleíta.”

Dougal McCulloch (na esquerda), professor da RMIT University, com Salek e Tomkins no RMIT Microscopy and Microanalysis Facility na Austrália. McCulloch foi outro coautor do estudo. Universidade RMIT

A composição da lonsdaleíta

Muito antes desta descoberta, os cientistas debateram a existência de lonsdaleíta, disse Asimow.

“Parece uma afirmação estranha de que temos um nome para uma coisa, e todos concordamos com o que é”, acrescentou, “e ainda há alegações na comunidade de que não é um mineral real, não é um cristal real, que você poderia ter uma escala macroscópica.”

Os cientistas identificaram pela primeira vez pedaços do mineral em 1967, mas eram minúsculos – cerca de 1 a 2 nanômetros, o que é 1.000 vezes menor do que o encontrado na descoberta mais recente, disse Salek.

Encontrar uma amostra maior mostrou que a lonsdaleíta não é apenas uma anomalia de outros diamantes, disse Asimow.

Diamantes comuns, como os que você vê em joias finas, são feitos de carbono e têm uma estrutura atômica cúbica, disse Salek. Como o material mais duro conhecido até agora, eles também são usados ​​na fabricação.

A lonsdaleíta também é feita de carbono, mas tem uma estrutura hexagonal incomum, acrescentou.

Pesquisadores criaram modelos para a estrutura da lonsdaleíta antes e teorizaram que a estrutura hexagonal poderia torná-la até 58% mais dura do que os diamantes comuns, disse Salek. Essa dureza pode tornar o raro diamante espacial um recurso valioso para aplicações industriais se os cientistas puderem encontrar uma maneira de usar o novo método de produção para criar minerais grandes o suficiente.

O que isso significa para nós?

Agora que os cientistas sabem sobre esse mineral, a descoberta levanta a questão de saber se eles podem replicá-lo.

Ferramentas como lâminas de serra, brocas e materiais de mineração precisam ser duráveis ​​e resistentes ao desgaste, de modo que um suprimento imediato de lonsdaleíta pode torná-los ainda melhor, disse Salek. E agora, com uma teoria científica confiável sobre como esses depósitos maiores se formaram, existe um plano aproximado para fazer lonsdaleíta em um laboratório.

A partir desta descoberta, também podemos aprender mais sobre as interações do universo, disse Phil Sutton, professor sênior de astrofísica da Universidade de Lincoln, no Reino Unido. Sutton não estava envolvido na pesquisa.

Ao descobrir a história de onde viemos e como evoluímos, ele acrescentou, é importante saber que os materiais foram trocados entre ambientes – mesmo entre sistemas solares.

Os cientistas nomearam lonsdaleíta em homenagem à cristalógrafa Dame Kathleen Lonsdale, que em 1945 se tornou uma das primeiras mulheres eleitas como membro da Royal Society de Londres.

Este conteúdo foi originalmente publicado em Diamante espacial pode ser usado para criar materiais super-resistentes no site CNN Brasil.