Qual material é mais duro que o diamante?

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Alguns materiais, como a lonsdaleíta, podem ser mais duros que o diamante, mas não existem em grandes quantidades nem têm usos generalizados.

Diamantes podem arranhar quase tudo. Foto: Business Standard — Diamantes podem arranhar quase tudo. Foto: *Business Standard*

Os diamantes são valorizados por sua dureza. Como joias, podem durar gerações e permanecer sem riscos, apesar do desgaste diário. Como lâminas ou brocas, podem penetrar quase tudo sem quebrar. Em pó, os diamantes polim pedras preciosas, metais e muitos outros materiais. Portanto, encontrar um material mais duro que o diamante é difícil, de acordo com a Live Science .

O diamante ainda é o material mais duro para a maioria dos propósitos práticos, afirma Richard Kaner, químico de materiais da Universidade da Califórnia, em Irvine. Existem maneiras de tornar os diamantes mais duros do que os diamantes comuns, e outros materiais poderiam teoricamente ser mais duros do que o diamante, mas eles não existem em uma forma que você possa segurar na mão ou usar em comum.

Embora pessoas que usam joias de diamante possam atestar sua durabilidade, o conceito de "dureza" é muito específico, afirma Paul Asimow, geoquímico do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). Muitas vezes, é confundido com outras propriedades, como rigidez ou durabilidade. Estas nem sempre são a mesma coisa que a dureza de indentação. Diamantes, por exemplo, têm uma dureza de indentação muito alta, mas apenas uma dureza de flexão moderada. Diamantes quebram facilmente ao longo das faces de cristal, e é assim que os joalheiros criam belos diamantes facetados.

Cientistas medem a dureza por indentação de diferentes maneiras. Geólogos frequentemente se baseiam na escala de comparação de Mohs, uma forma de identificar minerais em campo com base na sua capacidade de riscar. O diamante tem grau 10, o mais alto na escala de Mohs, o que significa que pode riscar quase tudo. No laboratório, cientistas de materiais utilizam uma medida mais precisa chamada teste de dureza Vickers, que determina a dureza de um material com base na força necessária para fazer uma indentação com uma ponta, semelhante a pressionar uma ponta de lápis em uma borracha.

O diamante é composto por átomos de carbono dispostos em uma estrutura cúbica, unidos por ligações químicas curtas e fortes. Essa estrutura lhe confere sua dureza de indentação característica. A maioria dos materiais mais duros que o diamante resulta de pequenas alterações na estrutura cristalina do diamante comum ou da substituição de alguns átomos de carbono por boro ou nitrogênio.

Um candidato ao título de material mais duro é a lonsdaleíta. Assim como o diamante, a lonsdaleíta é composta de átomos de carbono, mas estes estão dispostos em uma estrutura cristalina hexagonal em vez de cúbica. Até recentemente, a lonsdaleíta havia sido encontrada apenas em quantidades extremamente pequenas, principalmente dentro de meteoritos, e não estava claro se ela poderia ser classificada como um material por si só ou se era apenas um defeito na estrutura cristalina padrão do diamante.

Recentemente, uma equipe de cientistas encontrou cristais de lonsdaleíta do tamanho de um mícron (um mícron equivale a 1/1.000 de milímetro) em meteoritos. São cristais minúsculos, mas ainda maiores do que os descobertos anteriormente. Outros cientistas relataram o cultivo de lonsdaleíta em laboratório, embora os cristais existam apenas por uma fração de segundo. Portanto, embora a lonsdaleíta seja interessante, é improvável que substitua o diamante em aplicações como corte, perfuração ou polimento tão cedo.

Ajustar a estrutura nanométrica dos diamantes também pode criar materiais mais duros do que os diamantes comuns. Um material feito de muitos cristais minúsculos de diamante seria mais duro do que diamantes de gemas, pois os grãos nanométricos seriam mantidos no lugar em vez de deslizarem uns sobre os outros. Diamantes "nano-gêmeos", nos quais os grãos formam imagens espelhadas um do outro, são duas vezes mais resistentes à indentação do que os diamantes comuns.

Mas a maioria dos cientistas não busca materiais superduros apenas com o objetivo de quebrar recordes; eles buscam criar algo útil. Eles podem querer criar algo quase tão duro quanto o diamante, mas que seja mais barato ou mais fácil de fabricar em laboratório.

O laboratório de Kaner, por exemplo, cria diversos metais superduros que podem ser usados como alternativas industriais aos diamantes. Um produto disponível comercialmente combina tungstênio e boro, juntamente com traços de outros metais. O formato dos cristais confere ao material propriedades diferentes em diferentes direções. Quando alinhados corretamente, podem riscar diamantes, diz Kaner. O material também é acessível de fabricar, pois não requer as altas pressões necessárias para produzir diamantes em laboratório.

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