Cientistas chineses comprimiram centenas de nanodiamantes no vácuo e descobriram por que esses minúsculos cristais perdem sua rigidez.

Físicos chineses descobriram por que os diamantes, quando reduzidos a um tamanho de apenas alguns nanômetros — milionésimos de milímetro — perdem sua rigidez típica e se tornam mais facilmente compressíveis. Um experimento com nanodiamantes medindo de 4 a 12 nm de diâmetro, centenas de vezes menores que alguns vírus, mostrou que a resistência dos cristais à compressão diminui em aproximadamente 30% à medida que seu tamanho diminui, e a razão reside na estrutura atômica de suas superfícies.

Fonte da imagem: ChatGPT

“Diamantes de tamanhos convencionais são bem conhecidos por sua extrema rigidez e dureza. Em nanoescala, as coisas podem ser diferentes”, afirma o líder do estudo, Chongxin Shan, da Universidade de Zhengzhou. Sua equipe prendeu cada cristal entre dois cilindros com pontas de diamante conectadas a um sensor de força e um microscópio especializado. Como quaisquer influências ambientais interferem nos dados, o experimento foi repetido com aproximadamente 100 diamantes diferentes em condições de vácuo.

Ao combinar dados experimentais com modelagem computacional, os cientistas encontraram uma explicação. Quanto menor o cristal, maior a proporção de seus átomos na camada externa em vez do núcleo. As ligações entre a camada externa e o núcleo em nanodiamantes são fracas, tornando o pequeno cristal mais fácil de comprimir. Em diamantes maiores, quase todos os átomos estão concentrados no núcleo, onde as ligações são fortes e determinam o comportamento de toda a pedra.

Yang Lu, da Universidade da Cidade de Hong Kong, cujo grupo conduziu alguns dos primeiros estudos sobre a mecânica dos nanodiamantes, observa que o novo experimento permitiu estudar diamantes dez vezes menores do que os estudados anteriormente. Diamantes minúsculos estão se tornando materiais cada vez mais populares para novos dispositivos eletrônicos e quânticos — dispositivos para computação ultrarrápida e comunicações seguras. Segundo o cientista, os diamantes sintéticos se tornaram extremamente baratos, então é hora de encontrar novas aplicações para eles.