A maior empresa de diamantes do mundo, De Beers, anunciou recentemente que começaria a vender gemas de diamante sintético pela primeira vez em seus 130 anos de história. Os diamantes artificiais são fabricados desde 1950, mas a De Beers há muito tem resistido a entrar no mercado sintético. A empresa acredita agora que a tecnologia é eficiente o suficiente para produzir grandes quantidades de diamantes sintéticos com a qualidade das melhores gemas. Como exatamente funciona esse processo?

O diamante é altamente valorizado como uma gema transparente que brilha como nenhuma outra. É também um dos mais duros de todos os materiais e é frio ao toque. Todos esses atributos notáveis ​​dependem do arranjo perfeitamente regular dos átomos dentro do cristal de diamante e todos esses átomos são exatamente os mesmos - eles são de carbono.

Pequenas imperfeições neste arranjo, se um átomo está no lugar errado, ausente ou de um elemento diferente, pode levar a grandes mudanças na cor do diamante. Por exemplo, substituindo um átomo de carbono em cada 10, 000 com um átomo de nitrogênio tornaria uma pedra preciosa transparente marrom.

Fazer com que os átomos de carbono se organizem neste cristal perfeito não é fácil e não pode acontecer naturalmente na superfície da Terra, pois o carbono aqui prefere formar cristais de grafite, o preto suave, material que usamos em grafites de lápis. Neste ambiente, os átomos de carbono também tendem a se ligar mais facilmente a outros átomos, como oxigênio e hidrogênio, do que uns aos outros. Isso significa que até mesmo fazer cristais de grafite puro é difícil.

Os diamantes naturais são feitos nas profundezas da Terra, onde, muito raramente, os ingredientes certos na temperatura e pressão certas são reunidos e então transportados para a superfície ao longo de milhões de anos. Os primeiros diamantes artificiais foram feitos em laboratório, replicando essas condições em máquinas enormes, e ainda é assim que os pequenos diamantes para ferramentas de corte industriais são feitos hoje.

Também é possível fazer cristais de diamante artificiais de alta qualidade pelo crescimento de camadas de átomos de carbono, uma de cada vez, usando metano. Isso é feito removendo o hidrogênio das moléculas de metano em vasos superlimpos usando plasmas quentes. Todo o carbono é então forçado a crescer em cristais de diamante, em vez de um dos muitos outros tipos de carbono, como grafite, grafeno ou fulereno buckminster (a menos, é claro, que você queira cultivar combinações desses materiais muito diferentes).

O desafio é fazer com que esse processo, conhecido como deposição química de vapor (CVD) de baixo custo. A De Beers agora acredita que atingiu este ponto e planeja estender a produção em sua fábrica em Ascot no Reino Unido e em uma nova fábrica de diamantes nos EUA.

O controle da pureza desses cristais também abre novas oportunidades para o uso do diamante. Por exemplo, é possível usar cada impureza atômica como uma minúscula tocha que produz uma única partícula de luz livre da interferência de seus átomos vizinhos no cristal. Isso pode ser usado para armazenar um único bit de informação para um computador "quântico" especial. Impurezas do boro, bem como a produção de diamantes azuis ou negros com valor profundo, são usados ​​para fazer diamantes que conduzem eletricidade, fornecer um material alternativo ao silício ou metais em condições extremas, como no espaço.

Cada diamante natural carrega pistas sobre sua história única e é possível revelar sua origem inspecionando-o com os instrumentos mais recentes. Os diamantes artificiais também carregam essa informação e as diferenças na maneira como brilham na luz ultravioleta são regularmente usadas para distinguir as gemas naturais das sintéticas. Portanto, mesmo que a perfeição do diamante não possa ser questionada pelo olho humano, suas pequenas imperfeições estão sempre lá para revelar suas histórias ocultas e sua individualidade.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.