p Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, a Universidade de Wisconsin-Madison e a IBM Research-Zürich fabricaram uma máquina ultra afiada, ponta de carbono semelhante a diamante possuindo resistência tão alta que é 3, 000 vezes mais resistente ao desgaste em nanoescala do que o silício. p O resultado final é um material de carbono semelhante ao diamante produzido em massa em nanoescala que não se desgasta. A nova ponta nanométrica, pesquisadores dizem, se desgasta à taxa de um átomo por micrômetro de deslizamento em um substrato de dióxido de silício, muito mais baixo do que para uma ponta de óxido de silício que representa o estado da arte atual. Consistindo em carbono, hidrogênio, silício e oxigênio moldados na forma de uma ponta nanométrica e integrados na extremidade de um microcantilever de silício para uso em microscopia de força atômica, o material tem implicações tecnológicas para imagens atômicas, armazenamento de dados baseado em sondas e como aplicativos emergentes, como nanolitografia, nanometrologia e nanofabricação.

p A importância da descoberta reside não apenas em seu tamanho e resistência ao desgaste, mas também no substrato duro contra o qual demonstrou um bom desempenho em contato deslizante:o dióxido de silício. Como o silício - usado em quase todos os dispositivos de circuito integrado - oxida na atmosfera formando uma fina camada de seu óxido, este sistema é o mais relevante para nanolitografia, nanometrologia e aplicações de nanofabricação.

p Espera-se que as tecnologias baseadas em sondas desempenhem um papel dominante em muitas dessas tecnologias; Contudo, baixo desempenho de desgaste de muitos materiais quando deslizou contra o óxido de silício, incluindo o próprio óxido de silício, limitou severamente a utilidade para o laboratório.

p Os pesquisadores construíram o material do zero, em vez de revestir uma ponta em nanoescala com materiais resistentes ao desgaste. A colaboração usou uma técnica de moldagem para fabricar pontas monolíticas em microcantilevers de silício padrão. Uma técnica de processamento em massa que tem potencial para aumentar a escala para fabricação comercial está disponível.

p Robert Carpick, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Mecânica Aplicada da Penn, e seu grupo de pesquisa já havia mostrado que filmes finos à base de carbono, incluindo carbono semelhante ao diamante, tinha baixo atrito e desgaste em nanoescala; Contudo, tem sido difícil fabricar estruturas em nanoescala feitas de carbono semelhante ao diamante até agora.

p Compreender o atrito e o desgaste em nanoescala é importante para muitas aplicações que envolvem componentes em nanoescala que deslizam em uma superfície.

p "Não está claro se os materiais resistentes ao desgaste em macroescala exibem a mesma propriedade em nanoescala, "autor principal Harish Bhaskaran, que fez pós-doutorado na IBM durante o estudo, disse.

p Defeitos, rachaduras e outros fenômenos que influenciam a resistência do material e o desgaste em escalas macroscópicas são menos importantes em nanoescala, é por isso que os nanofios podem, por exemplo, apresentam resistências mais altas do que as amostras a granel.

p O estudo está publicado na edição atual da revista. Nature Nanotechnology .