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Descubra como os diamantes sintéticos estão dominando a indústria de joias: mais bonitos, mais baratos e mais puros que os naturais!
Os diamantes fabricados em laboratório são, do ponto de vista físico-químico, idênticos aos naturais. Não há a menor diferença entre eles. Ambos são minerais com uma estrutura cristalina tridimensional de átomos de carbono. A proximidade de seus átomos e a força das ligações que os mantêm unidos fazem com que os diamantes sejam o mineral mais duro que se conhece, entendendo como dureza sua resistência a ser riscado. Na escala de Mohs, o diamante tem uma classificação de 10.
Os cientistas conseguiram fabricar diamantes em laboratório pela primeira vez na década de 50 do século passado, e o fizeram de forma muito engenhosa: recriando as condições que dão origem à sua formação na natureza. O problema é que esses primeiros diamantes sintéticos eram pequenos e muito impuros, então sua qualidade era esmagadoramente inferior à dos diamantes naturais. No entanto, desde então já se passaram sete décadas e, como era de se esperar, a engenharia de materiais avançou muito.
Tanto, de fato, que os diamantes fabricados atualmente nos melhores laboratórios são mais baratos que os naturais. E, além disso, têm propriedades ópticas, químicas, físicas e elétricas superiores. Mas isso não é tudo. As técnicas de produção avançaram tanto na última década que, hoje, é possível fabricá-los em grande escala, o que os torna muito apreciados pela indústria de joias. Parece incrível que tenhamos alcançado um nível de desenvolvimento em que o homem é capaz de produzir diamantes melhores que a própria natureza.
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Bendita deposição química de vapor
No final de 1954, o químico americano Howard Tracy Hall conseguiu sintetizar diamantes pela primeira vez em um laboratório, embora a técnica que ele usou fosse radicalmente diferente das mais avançadas empregadas hoje. De maneira bastante resumida, o que ele fez foi fabricar uma câmara de pressão projetada por ele e sua equipe da General Electric com o objetivo de submeter uma mistura de sulfeto de ferro e carvão em pó a nada menos que uma pressão próxima a 100.000 atmosferas e uma temperatura de 1.600 graus Celsius. Nada mal se não levarmos em conta os recursos modestos da época.
Curiosamente, a técnica usada atualmente para fabricar diamantes não é inspirada diretamente na natureza. Pelo menos, não de forma literal. Esse processo é conhecido como deposição química de vapor e também é utilizado para produzir outros materiais e elementos químicos, como o borofeno ou o berílio. A estratégia é relativamente simples: um material sólido é depositado sobre uma superfície utilizando um vapor no qual ocorre uma reação química. No caso da fabricação de diamantes, o primeiro passo é aquecer o carbono à temperatura necessária para evaporá-lo e transformá-lo em um gás de átomos isolados.
Depois, é preciso induzir sua cristalização de modo que, à medida que esfria, adote a estrutura de um diamante. O primeiro cientista a fabricar diamantes utilizando a técnica de deposição química de vapor foi o americano William Eversole, em 1958. A partir daí, a União Soviética, a Europa e o Japão se uniram aos Estados Unidos e iniciaram suas próprias pesquisas para refinar o método de deposição química de vapor. Eles queriam aumentar a qualidade dos diamantes que poderiam ser produzidos em laboratório. Essa competição entre as potências científicas da época é, na verdade, o que nos trouxe até onde estamos hoje.
As técnicas de deposição química de vapor usadas atualmente são muito mais avançadas e refinadas do que as empregadas nas décadas de 1960 e 1970. De fato, permitem que os cientistas atribuam aos diamantes que produzem características físicas, mecânicas, ópticas e térmicas específicas, manipulando a temperatura, a pressão e a duração da reação, além de introduzir algumas impurezas controladas no gás reativo.
O resultado dessa tecnologia é o que antecipamos desde o título deste artigo: os diamantes que podem ser fabricados hoje em um laboratório são mais puros, bonitos e baratos que os naturais. E, como é lógico, a indústria de joias se beneficia enormemente, já que o desenvolvimento dessa tecnologia pôs fim à escassez de uma vez por todas.
