Laser transforma grafite em diamante a temperatura ambiente

Por Site Inovação Tecnológica - 11/11/2014

Foto dos nanodiamantes feita por microscópio (em cima) e esquema do funcionamento da técnica (embaixo). [Imagem: Qiong Nian et al. - 10.1038/srep06612]

Melhor que metal

O que começou como uma pesquisa para desenvolver um método para fazer metais mais fortes acabou com a descoberta de uma nova técnica para transformar grafite em diamante em condições ambientais normais.

A nova técnica usa um laser pulsado a temperatura ambiente para criar filmes de nanodiamantes, com aplicações potenciais de biossensores a chips de computador futurísticos.

"A maior vantagem é que você pode depositar seletivamente os nanodiamantes em superfícies rígidas, sem as altas temperaturas e pressões normalmente necessárias para produzir diamantes sintéticos," disse Gary Cheng, da Universidade Purdue, nos Estados Unidos.

Transformando grafite em diamante

A técnica começa com uma película formada por uma camada de grafite recoberta com uma folha de vidro. Quando essa película é exposta aos pulsos ultrarrápidos de um laser, o grafite é convertido instantaneamente em um plasma ionizado, criando uma pressão para baixo.

Assim que o pulso de laser cessa, o plasma de grafite resfria e se solidifica rapidamente na forma de diamante - grafite e diamante são feitos de carbono puro, dispostos em diferentes arranjos atômicos.

A folha de vidro confina o plasma, impedindo que ele escape, o que permite criar filmes contínuos de nanodiamantes com grande precisão e confiabilidade.

Tinta de diamante

Com o uso de uma base motorizada é possível escrever linhas de nanodiamantes para criar circuitos e sensores. [Imagem: Qiong Nian et al. - 10.1038/srep06612]

A capacidade de escrever seletivamente linhas de diamante sobre superfícies sólidas pode ser útil para várias aplicações, incluindo a computação quântica, células a combustível e chips de computador de última geração.

"Fizemos isto em temperatura ambiente e sem uma câmara de alta temperatura e pressão, de modo que este processo pode reduzir significativamente o custo de fabricar diamantes. Além disso, viabilizamos uma técnica de escrita direta que pode escrever seletivamente padrões projetados usando [uma "tinta" de] nanodiamantes," completou Cheng.

Os pesquisadores batizaram o processo de CPLD (Confined Pulse Laser Deposition, deposição confinada por laser pulsado, em tradução livre).

Bibliografia:

Direct Laser Writing of Nanodiamond Films from Graphite under Ambient Conditions

Qiong Nian, Yuefeng Wang, Yingling Yang, Ji Li, Martin Y. Zhang, Jiayi Shao, Liang Tang, Gary J. Cheng

Nature Scientific Reports

Vol.: 4, 6612

DOI: 10.1038/srep06612