Como os átomos de carbono ficam desordenados, o material é tecnicamente um vidro.
[Imagem:Shuangshuang Zhang et al. - 10.1093/nsr/nwab140]
Superduro e semicondutor
Pesquisadores chineses fabricaram um vidro cerca de duas vezes mais duro do que o diamante.
Enquanto os diamantes naturais atingem uma dureza entre 50 e 70 gigapascais (GPa), o novo vidro atingiu 113 GPa na escala de dureza Vickers.
Shuangshuang Zhang e seus colegas da Universidade Yanshan afirmam que essa dureza significa que o material poderia ser usado para criar uma janela à prova de balas de 20 a 100 vezes mais resistente do que as atuais.
Mas ele também poderá ter usos mais nobres.
Acontece que um adicional notável é que o novo material, que também é feito inteiramente de carbono, como o diamante, é um semicondutor com uma eficiência muito próxima à do silício.
Vidro com fulerenos
O novo semicondutor superduro, batizado pela equipe de AM-III, foi fabricado a partir dos fulerenos, que são moléculas de carbono tridimensionais, incluindo o mais conhecido C60, ou, buckyball, um fulereno em formato de bola de futebol.
Aquecer esse material sob alta pressão geralmente cria diamantes de grau industrial, mas a equipe foi ajustando as condições de pressão e resfriamento até chegar a uma condição - 25 GPa e 1.200 ºC - que permitiu sintetizar o AM-III. Mas o processo é demorado, uma vez que é preciso levar o material a essas condições e depois resfriá-lo lentamente, e repetir tudo várias vezes.
Como os átomos de carbono não assumem uma rede cristalina de longo alcance, o material é amorfo, o que o classifica como um vidro. Em termos práticos, contudo, ele seria melhor descrito como um vidro com cristais - os fulerenos - bem distribuídos. De fato, sob o microscópio, as estruturas mais detalhadas do material aparecem em ordem, como os cristais; mas basta dar um zoom para que a imagem mostre uma bagunça de estruturas disformes.
A equipe acredita que é justamente essa desordem nos átomos que permite que o material se torne semicondutor.
"O surgimento deste tipo de material de carbono amorfo, semicondutor, ultraduro e ultraforte oferece excelentes candidatos para as aplicações práticas mais exigentes," disse o professor Tian Yongjun, cuja equipe havia criado recentemente uma nova forma de carbono dura como pedra e elástica como borracha.
