A perfeição dos novos diamantes sintéticos

Para um químico, os diamantes são uma rede cúbica tridimensional de átomos de carbono. Para a maioria de nós, eles são o símbolo de status por excelência. Mas por quanto tempo eles permanecerão assim?

Na década de 1950, a gigante americana General Electric foi a primeira a apresentar a receita para assar um diamante.

O método de “alta pressão e alta temperatura” (HPHT) que ele desenvolveu – que recria as condições sob as quais os diamantes naturais se formam nas profundezas da Terra – ainda está em uso hoje.

Uma bigorna de aço gigante esmaga um cilindro de grafite do tamanho de um punho com uma força equivalente ao peso da Torre Eiffel virada de cabeça para baixo.

Ao mesmo tempo, o cilindro está sendo queimado a uma temperatura de até 2.000ºC. Isso é suficiente para fazer com que as camadas de átomos de carbono no grafite se rearranjem em uma formação de diamante. O diamante é o material mais duro do mundo e o HPHT ainda é a melhor maneira de produzir os milhões de pequenas pedras conhecidas como diamantes granulados, que custam alguns dólares e cujo poder abrasivo os torna ideais para ferramentas como limas e cabeças de perfuração.

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Mais transparência
Na época, a maior empresa de diamantes do mundo, a De Beers, da África do Sul, rapidamente percebeu que essa nova tecnologia era uma ameaça e uma oportunidade e entrou no negócio.

Steven Coe, chefe de pesquisa da subsidiária De Beers de diamantes sintéticos Element 6 – em homenagem ao lugar do carbono na tabela periódica – diz que esses cristais supercomprimidos ainda representam 90% de tudo o que vendem.

Mas essa tecnologia tem um lado negativo. Quantidades minúsculas de nitrogênio do ar se infiltram nos diamantes e mudam sua cor para um verde nublado pouco atraente.

Isso explica o entusiasmo por uma nova técnica de fabricação de diamantes: a deposição química de vapor (CVD).

Em vez de pressionar o grafite, produz uma lâmina de diamante, usando algum gás contendo carbono, como o metano.

Embora leve mais tempo -semanas em vez de minutos-, os cristais são mais puros e claros, e podem ser feitos do tamanho e dimensões necessários.

A CVD abriu as portas para um novo mundo de aplicações, que está impulsionando o rápido crescimento da indústria.

não queima
No novo e amplo centro de pesquisa da Element 6 nos arredores de Oxford, Inglaterra, Steven Coe abre sua maleta para revelar uma variedade surpreendentemente ampla de objetos, muitos dos quais nem parecem diamantes.

Há algo que se parece com um disco de perspex ou plexiglass.

É uma janela circular, com 12cm de diâmetro, para lasers de alta potência.

O diamante é quase completamente transparente na faixa do infravermelho, então a janela não distorce o feixe de laser, explica Coe.

E, como o diamante é o melhor condutor térmico à temperatura ambiente de todos os sólidos conhecidos, a janela não superaquece.

Mas um objeto de vidro desse tamanho agora custa US$ 100.000.

sangue antes de sentir
Essa propriedade térmica também possibilita outra aplicação inesperada no campo da eletrônica.

Com as placas de circuito ficando cada vez menores, surgiu o problema do superaquecimento. A Element 6 está vendendo um grande número de dissipadores de calor de diamante: o circuito passa por um pedaço de diamante que absorve calor.

A folha de diamante coberta de ouro fornece o contato elétrico não deteriorante encontrado em muitos dispositivos modernos.

Outro objeto marcante é a lâmina de um bisturi, tão afiada que Coe avisa que o sangue começará a fluir antes que se sinta que a tocou.

Em seguida, ele tira de sua pasta um pequeno objeto em forma de cúpula. “É uma cúpula de alto-falante de diamante”, diz ele, explicando: “O diamante é o material mais rígido e, portanto, oferece a melhor reprodução de som de alta frequência possível”.

“As minas de diamantes não são para sempre”
Mas há um produto que a Element 6 absolutamente não faz: pedras preciosas.

Os cínicos pensariam que é porque seu pai comercial De Beers o proibiu, já que suas minas continuam a suprir cerca de um terço da demanda mundial por diamantes naturais.

De fato, de acordo com o consultor de diamantes e jornalista Chaim Even Zohar em Tel Aviv, um dos principais centros do comércio de diamantes, a Element 6 possui patentes de tecnologias que poderiam ser usadas para produzir as cobiçadas gemas em tons de azul e verde, mas não produzi-los.

Na opinião do especialista, ele está apenas adiando o inevitável: “Estamos no limiar do que eu descreveria como capacidade de produção em massa. E as minas de diamantes não são eternas”.

Neste momento, explica ele, os fabricantes de diamantes podem ganhar mais dinheiro vendendo seus produtos na forma de janelas para lasers ou limas.

Mas à medida que a capacidade de produção aumenta e a oferta de diamantes das minas estagna, ele acredita que será inevitável que os diamantes sintéticos preencham a lacuna no mercado de pedras preciosas.

Pedras
preciosas artificiais defeituosas já estão disponíveis e, falando à BBC, Zohar antecipa que atrairão uma geração mais jovem de compradores que percebem a mineração como prejudicando a Terra e causando conflitos.

E agora eles são tão semelhantes aos diamantes naturais que foram fraudulentamente vendidos como diamantes reais em transações de milhões de dólares, um escândalo que Zohar trouxe à tona em 2012.

Esses diamantes artificiais ainda apresentam pequenas falhas em sua estrutura cristalina, imitando os encontrados em pedras naturais.

Ainda é possível, com equipamentos sofisticados, diferenciá-los, e a De Beers vem usando esses dispositivos para eliminar o risco de fraude.

No entanto, Zohar acha provável que as pedras sintéticas já sejam comuns entre as menores usadas em joias mistas, onde o custo da verificação não vale a pena.