p Os pesquisadores da Friedrich-Alexander Universität Erlangen Nürnberg (FAU) chegaram um passo mais perto de seu objetivo de fornecer grandes folhas de diamante para aplicações práticas. Em um reator de teste, eles conseguiram produzir a maior folha de diamante do mundo, com um diâmetro de 28 centímetros. As folhas de diamante podem ser usadas como proteção máxima contra desgaste em aplicações industriais e para pesquisas em geração de energia termoelétrica - um mercado emergente. p Os diamantes não são apenas considerados valiosos, mas também virtualmente indestrutível. Eles são um dos materiais naturais mais duros do nosso universo. Consequentemente, não é surpreendente que a produção de folhas de diamante tenha se tornado uma área-chave na pesquisa da ciência dos materiais, particularmente porque essas camadas apresentam extrema dureza e resistência ao desgaste, excepcional inércia química e máxima condutividade térmica. Infelizmente, o revestimento de substratos diretamente com diamante cristalino só é possível em uma gama limitada de materiais. O grupo de pesquisa 'Ultra Hard Coatings' na cadeira de Ciência e Tecnologia de Materiais da FAU desenvolveu um processo de crescimento de revestimentos de diamante em substratos de silício que podem ser usados ​​em materiais que não são adequados para revestimento direto. Eles agora conseguiram produzir a maior folha de diamante do mundo, com um diâmetro de 28 centímetros. 'Ao expandir o processo de fabricação, demonstramos que podemos produzir folhas de diamante no futuro como um produto semi-acabado para a indústria, mesmo em grandes dimensões, 'explica o Dr. Stefan Rosiwal, chefe do grupo de pesquisa Ultra Hard Coatings na cadeira de Ciência e Tecnologia de Materiais de Metais. 'Nessas camadas de diamante, podemos ajustar o tamanho do grão do diamante, a condutividade elétrica e a condutividade térmica, variando os parâmetros de fabricação em muitas ordens de magnitude. '

p O procedimento

p Ao longo de vários dias, as folhas de diamante são produzidas em um reator de teste no qual uma camada de diamante de 40 micrômetros de espessura - aproximadamente a espessura de um fio de cabelo humano - é cultivada em um disco de silício com um diâmetro de 30 centímetros. As folhas de diamante são produzidas em uma atmosfera de baixa pressão de hidrogênio e dois por cento de metano sob fios que são aquecidos a 2.000 graus Celsius. Após o processo de revestimento, um laser de pulso curto é usado para introduzir um local de fratura circular com um diâmetro de 28,5 centímetros na superfície do diamante. Isso torna possível separar a camada depositada como uma folha de diamante muito lisa do substrato de silício.

p Aplicações potenciais

p Este procedimento abriu toda uma nova gama de outras aplicações possíveis. Praticamente qualquer material de substrato pode ser revestido com filme de diamante por meio de uma técnica de união adequada. As folhas de diamante extremamente duras e lisas podem, por exemplo, proteja as superfícies dos componentes contra o desgaste. A pesquisa já mostrou que as folhas de diamante podem dar 100% de proteção para turbinas de água que estão expostas à erosão da areia. Agora que os pesquisadores demonstraram os processos de fabricação de folha de diamante com sucesso em uma escala maior, isso abre oportunidades para revestir componentes industriais diretamente de uma maneira mais econômica. Esses componentes industriais incluem camadas resistentes ao desgaste para selos mecânicos em bombas, bem como a produção de eletrodos de diamante estáveis ​​para sistemas de purificação e desinfecção de água altamente eficientes. Esses inovadores sistemas de eletrodos de diamante são usados ​​para lavar e desinfetar laranjas após a colheita no sul da Europa, removendo bactérias putrefatas da superfície da fruta e economizando até 80% de água. No futuro, a tecnologia poderia ser utilizada em navios porta-contêineres ou estações de tratamento de esgoto. Eletrodos de diamante podem até ajudar nas máquinas de lavar, mantendo as roupas limpas e frescas em temperaturas significativamente mais baixas.