p (PhysOrg.com) - Um experimento em 2003 formou o que se acreditava ser uma nova forma de carbono, mas os resultados foram controversos. Agora, duas equipes de cientistas usaram meios diferentes para identificar uma estrutura de rede tridimensional chamada "carbono-bct, "que eles dizem que poderia ter sido a estrutura formada em 2003. p O carbono puro existe em uma variedade de estruturas, incluindo grafite e diamante. A nova estrutura, carbono tetragonal centrado no corpo ou carbono bct, é inesperadamente simples e consiste em folhas de quadrados de quatro átomos de carbono cada, unidos por títulos “curtos” perpendiculares às folhas. Esta forma de carbono é criada quando o grafite é exposto a alta pressão em temperaturas normais.

p Sabe-se há quase 50 anos que o grafite submetido à compressão a frio (alta pressão em temperatura ambiente) sofre uma transformação reversível, e em 2003, pesquisadores da Universidade de Stanford comprimiram grafite em uma prensa de bigorna de diamante, ao mesmo tempo em que obtêm o padrão de difração de raios-X para ajudá-los a estudar as ligações dentro da estrutura. Eles descobriram que quando a pressão excedeu 17 gigapascals (GPa) (170, 000 atmosferas) os átomos de carbono na grafite normalmente mole formaram um material duro o suficiente para quebrar o diamante, mas sua estrutura permaneceu obscura.

p Agora, uma equipe de cientistas liderada por Hui-Tian Wang da Universidade Nankai em Tianjin, China, mostraram por meio de simulações de computador que o carbono superduro pode ser pelo menos parcialmente composto de carbono-bct, uma vez que isso requer menos energia para se formar. O carbono Bct tem uma estrutura intermediária entre os cubos de diamante de átomos de carbono e as folhas de grafite de átomos de carbono em uma rede hexagonal. O carbono Bct consiste em folhas de anéis de carbono de quatro átomos unidos por fortes ligações.

p A equipe estudou 15 estruturas possíveis e descobriu que o carbono bct transparente não apenas exigia energias mais baixas para se formar, mas que sua resistência ao cisalhamento é 17 por cento maior do que a do diamante. Se os resultados forem confirmados, isso significa que pode ser possível produzir um material mais forte do que o diamante em temperaturas normais.

p Outro grupo de cientistas, incluindo Renata Wentzcovitch da Universidade de Minnesota e Takashi Miyake do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada do Japão, chegou a conclusões semelhantes no início deste ano, mas por um método diferente. Este grupo analisou a estrutura bct-carbono proposta usando simulações de mecânica quântica. Eles descobriram que o carbono-bct era mais estável do que a grafite a 18,6 GPa, e que, quando misturado com o carbono-M, produziria um padrão de difração de raios-X muito semelhante ao encontrado em 2003. (O carbono-M é uma estrutura que consiste em camadas de carbono em anéis de cinco e sete membros.)

p O artigo da equipe de Hui-Tian Wang foi publicado no jornal Revisão Física B , enquanto a pesquisa dos EUA / Japão foi relatada em Cartas de revisão física em março deste ano. p © 2010 PhysOrg.com