Qual é o material mais forte conhecido?
A resposta a esta pergunta depende de como você define “forte”, mas o material mais duro ou menos compressível conhecido até o momento (dezembro de 2007) são nanorrods de diamante agregados (ADNRs), um alótropo (variedade) de carbono que consiste altamente nanotubos comprimidos e interligados. Nanorods de diamante agregados têm um módulo a granel, ou medida de dureza, de 491 gigapascais (GPa), enquanto o diamante convencional possui apenas um módulo de 442 GPa. Nanorods de diamante agregados podem arranhar tanto o diamante quanto o férrite ultra-duro, outro alótropo de carbono que era o recordista anterior de dureza.
Nanorods de diamante agregados foram sintetizados pela primeira vez por físicos em 2005 na Universidade de Bayreuth, na Alemanha. A equipe, liderada por Natalia Dubrovinskaia, usou uma prensa de bigorna de 5000 toneladas métricas (5 milhões de quilogramas) projetada em uma amostra composta por fulerenos convencionais (também conhecidos como buckyballs, o elemento C60). Ao comprimir essas bolas de bucky e aquecê-las a 2500 graus Kelvin, foi possível criar esse novo alótropo de carbono. O material consiste em nanotubos de carbono com diâmetros entre 5 e 20 nanômetros e comprimentos de cerca de um micrômetro cada.
A aparência física dos nanorods de diamante agregados é semelhante à de um metal que dispersa cores diferentes de luz, proporcionando uma superfície levemente parecida com um arco-íris. O fato de parecer um metal é incomum porque os outros alótropos do carbono (fuligem, grafite, diamante etc.) raramente aparecem, exceto, talvez, a grafite.
Nanorods de diamante agregados também são mais densos que o diamante por um fator de 0,2 a 0,4%, tornando-os a forma mais densa de carbono conhecida. Pensa-se que um fator que contribui para a dureza do material seja a orientação aleatória dos nanorrods que o compõem. Como a estrutura física dos nanorods é uma malha fina, como Kevlar®, o material também é à prova de quebra, ao contrário do diamante.
Os testes mostraram que o uso de ferramentas agregadas com ponta de nanorods de diamante para usinar aço fornece uma peça de ferramenta que se desgasta mais lentamente que o diamante e permite maior precisão. Quando se torna economicamente viável produzir nanorods de diamante agregados em massa, eles podem de fato substituir os diamantes como abrasivos industriais e materiais para dicas de ferramentas.