O carbono está sempre impressionando a gente, não é verdade? Já discutimos aqui no blog sobre Q-carbono, nanotubos, DLC e grafeno. Agora, cientistas da Universidade de Yanshan e Carnegie criaram uma forma de carbono que conduz eletricidade, é dura que nem uma pedra e elástica como uma borracha.
Diferentes formas de ligação tipo diamente (esferas vermelhas), formadas em superfícies curvas ou entre camadas de grafeno (esferas pretas). Crédito imagem: Timothy Strobel.
A produção do material consistiu em pressurizar e aquecer uma forma desordenada do carbono, o carbono vítreo. O material foi submetido a aproximadamente 250 mil vezes a pressão atmosférica e aquecido a cerca de 980˚C.
O segredo do material é que ele possui ligações químicas similares às do grafite (sp2) e também às do diamante (sp3), o que gerou essa combinação inédita de propriedades para o carbono. Com a alta pressão imposta pelo processo, as camadas presentes no carbono vítreo se movimentaram, reconectando-se e mesclando-se de várias formas. Como resultado obteve-se uma organização cristalina nanométrica, porém não de longo alcance.
Com essa união de propriedades as áreas de aplicações almejadas para o novo material são aeroespacial e militar. Porém, é claro que muito provavelmente serão encontradas inúmeras aplicações com o desenvolvimento das pesquisas. Zhisheng Zhao, pesquisador participante do estudo, diz que o material será desejável em aplicações onde se busca redução de massa, antes mesmo do que um menor custo de projeto.
No vídeo abaixo mostra o ensaio de compressão realizado com carbono vítreo modificado, onde ele apresenta uma alta resistência mecânica seguido por alta recuperação elástica. Logo depois apresenta um teste de dureza, obtendo um valor maior do que 9.5 Mohrs, realizado numa superfície de SiC.
Caso você tenha mais curiosidade sobre o assunto, segue a referência do artigo original publicado na Science Advances e também outras referências utilizadas para escrever esse post.
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Referências:
HU, Meng et al. Compressed glassy carbon: An ultrastrong and elastic interpenetrating graphene network. Science Advances, v. 3, n. 6, p. e1603213, 2017.