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Jornal da Unicamp - Fevereiro de 2000
Página 9

Pesquisa
Um diamante para Marte

Trabalho da Unicamp, Inpe e Universidade São Francisco pode
levar tecnologia inédita para o espaço

ANTONIO ROBERTO FAVA

Um robô em marte, munido de um tubo milimétrico de diamante, colhe substâncias que dirão aos pesquisadores se há qualquer tipo de vida naquele planeta. Cena impensável há alguns anos, este fato não só está prestes a ocorrer como a tecnologia desenvolvida para isso é fruto de um trabalho da Unicamp, do Inpe (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e da Universidade São Francisco. A Agência Espacial Norte-Americana (Nasa) está interessada na patente das brocas feitas de diamante artificial, ideais para tal operação por não oferecerem contaminação nem variação de temperatura.

O diamante artificial é obtido por meio de um processo denominado Chemical Vapor Deposition (CVD) e consiste na aceleração do processo considerado natural de crescimento por meio da injeção de gases que contém carbono e hidrogênio em um reator com atmosfera rarefeita. Segundo Vitor Baranauskas, do Laboratório de Semicondutores, Instrumentos e Fotônica da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Unicamp e um dos coordenadores do projeto, a matéria-prima utilizada, álcool de cana-de-açúcar ou o gás metano, entra em reação com a ajuda de um filamento quente, que funciona como uma espécie de catalisador. "Com isso, vão se formando camadas microscópicas de diamante, sobrepostas à superfície de lâminas de silício para a fabricação das camadas, que dão origem ao diamante propriamente dito". O processo de crescimento do diamante, desenvolvido em conjunto com o Laboratório de Sensores e Materiais do Inpe e o Departamento de Engenharia da Universidade São Francisco, é contínuo enquanto o reator está em operação.

Melhor que na natureza – Os cristais naturais ocorrem em pedras magmáticas (que, depois de esfriarem, se solidificam) e em cascalhos, em regiões distantes como África do Sul, Rússia, Austrália, Zaire, Angola e Sibéria. O diamante sintético, obtido em laboratório através do processo CVD, tem qualidades superiores aos dos cristais de diamante formados sob a pressão e calor das lavras vulcânicas de grandes profundidades, comercializadas como jóias.

Substância mais dura já conhecida, o diamante é quimicamente inerte e é ótimo isolante elétrico. Pode ser transformado em semicondutor, além de possuir pequeno coeficiente de atrito e alta condutividade térmica. Com esse conjunto atraente de propriedades em um único material, o diamante poderia ter ampla utilização industrial, como a produção de semicondutores, chips mais potentes, sensores ópticos, lasers de diamante, fibras ópticas e uma série de outros produtos, além do uso cosmético na fabricação de jóias.

"Entretanto, o diamante é uma substância de extrema raridade, o que é uma grande barreira para a sua ampla utilização", explica Baranauskas. Os diamantes sem cor e translúcidos são os mais caros e seu valor supera o de qualquer outra pedra preciosa. Mais caro mineral existente, é incalculável o preço de suas pedras grandes. Para se ter uma idéia, basta dizer que uma pedrinha do tamanho de uma ervilha custa hoje mais de 100 mil dólares. Não se tem conhecimento de haver, em todo o planeta Terra, mais de 30 pedras acima de 100 gramas.

Os métodos para a fabricação do diamante começaram a ser desenvolvidos na década de 50, por pesquisadores ucranianos e japoneses. Os cristais eram de pequeno tamanho e de baixa qualidade devido às contaminações e às limitações do processo. "O diamante de baixa qualidade, denominado industrial, tem um segmento importante na fabricação de ferramentas de usinagem, onde outros materiais não podem ser utilizados. Baranauskas salienta que "o investimento para a fabricação desse diamante em laboratório é extremamente alto, sendo o preço dos diamantes industriais tão alto quanto os de baixa qualidade obtidos na lavra.

Com a obtenção de cristais de diamante de alta pureza, quase que em escala de rotina, por processos e equipamentos desenvolvidos nos laboratórios da Unicamp, abre-se uma nova área que pode ser uma das mais nobres utilizações desse material, a saber, a microeletrônica e a optoeletrônica, por exemplo. "É surpreendente que nesta era de novos materiais voltemos nossa atenção para um dos mais antigos minerais conhecidos", ressalta o pesquisador.