Projétil de nanotubo vira diamante após impacto

Redação do Site Inovação Tecnológica -  27/09/2016

Após o impacto em hipervelocidade, o carbono dos nanotubos se recristaliza, formando os pequenos diamantes. [Imagem: Pedro Alves da Silva Autreto]

Nanodiamantes

Pesquisadores brasileiros e norte-americanos desenvolveram uma nova técnica para produzir minúsculos diamantes - nanodiamantes - disparando nanotubos de carbono em hipervelocidade sobre um alvo de alumínio.

Embora diamantes desse tamanho não tornem ninguém rico, uma porção deles recobrindo uma superfície pode mudar a forma como são fabricados materiais de alta resistência para uso aeroespacial.

"Satélites e naves espaciais podem ser alvejados por vários projéteis destrutivos, como micrometeoritos e lixo espacial. Para evitar esse tipo de dano, nós precisamos de materiais leves, flexíveis e com propriedades mecânicas extraordinárias. Os nanotubos de carbono podem oferecer uma solução real para esse problema," disse Sehmus Ozden, da Universidade Rice, nos EUA.

Impactos de alta velocidade

Curiosamente, a busca de proteção contra o impacto de detritos no espaço levou a equipe a usar o mesmo método para desenvolver os nanodiamantes.

Estudando em detalhes o fraturamento dos nanotubos de carbono quando eles eram disparados em alta velocidade, a equipe verificou que os impactos de alta energia fazem com que as ligações atômicas dos nanotubos se quebrem, com o carbono se recombinando em diferentes estruturas - eventualmente assumindo a estrutura cristalina do diamante.

A uma velocidade de 3,8 quilômetros por segundo (km/s), a maioria dosnanotubos de carbono permanece intacta. Alguns começam a se converter em nanodiamantes a 5,2 km/s. A 6,9 km/s (24.840 km/h), porém, já é difícil encontrar nanotubos intactos entre os nanodiamantes.

A equipe agora pretende usar outros materiais como projéteis e ver o que conseguem produzir.

"Este trabalho inaugura uma nova forma de fabricar materiais nanométricos usando impactos de alta velocidade," disse Leonardo Machado, da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas). Outros dois brasileiros, Pedro Alves Autreto e Douglas Soares Galvão, participaram do desenvolvimento da técnica.

Bibliografia:

Ballistic Fracturing of Carbon Nanotubes
Sehmus Ozden, Leonardo D. Machado, Chandra Sekhar Tiwary, Pedro Alves da Silva Autreto, Robert Vajtai, Enrique V. Barrera, Douglas Soares Galvao, Pulickel M Ajayan
ACS Applied Materials & Interfaces
DOI: 10.1021/acsami.6b07547