Cientistas criam materiais que podem rivalizar em dureza com o diamante

Figura 1. (a) Unidade celular da estrutura química do tI14-C3N4 (c = bolas azuis, N = bolas brancas). (b) Visão do modelo poliédrico da estrutura do tI14-C3N4 ao longo da direção [110].

Cientistas produziram um grupo de materiais quase inquebráveis que podem rivalizar em dureza e em aplicações tecnológicas com os diamantes! Esses materiais foram recentemente descritos e reportados no periódico Advanced Materials (1).

Quando carbono (C) e nitrogênio (N) são submetidos a extremas pressão (>100 GPa) e temperatura (>1500°C), o tipo de material resultante (nitretos de carbono) mostrou ter uma dureza maior do que o nitreto de boro, o segundo material mais duro após o diamante.

Com geometria tetaédrica e ligações covalentes entre seus átomos constituintes (Fig.1), os nitretos de carbono super-duros e ultra-incompressíveis (tI14-C3N4, hP126-C3N4 e CN2) mostraram ter também alta densidade energética e propriedades piezoelétricas e fotoluminescentes. E, mais importante: mostraram-se estáveis em condições ambientes.

Os nitretos de nitrogênios ultra-duros foram teoricamente previstos em 1989.

REFERÊNCIA

• Laniel et al. (2023). Synthesis of Ultra-Incompressible and Recoverable Carbon Nitrides Featuring CN4 Tetrahedra. Advanced Materials, Volume 36, Issue 3. https://doi.org/10.1002/adma.202308030