Cientistas disparam laser contra plástico e transformam cada pulso em cerca de 10 trilhões de nanodiamantes
O interesse científico não está apenas na possibilidade de transformar PET em partículas de diamante, vai mais além.
Uma fina película de plástico PET foi colocada sob uma condição extrema: pesquisadores dispararam pulsos de laser de alta energia contra o material e provocaram pressões próximas de 100 gigapascals, capazes de reorganizar os átomos de carbono e formar cerca de 10 trilhões de nanodiamantes em um único disparo.
O resultado, porém, vai muito além da curiosidade de transformar plástico em diamante.
Como o plástico PET se transforma em nanodiamantes?
O experimento foi realizado por pesquisadores do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e da Universidade de Rostock, na Alemanha, utilizando uma película de PET com aproximadamente 100 micrômetros de espessura. O laser cria uma onda de choque extremamente intensa, comprimindo o material em uma fração de segundo.
A pressão chega perto de 100 GPa, aproximadamente um milhão de vezes a pressão atmosférica ao nível do mar. Nesse ambiente extremo, parte do carbono presente no plástico se reorganiza e forma estruturas cristalinas de diamante.
Quais números tornam o experimento tão impressionante?
A quantidade de partículas produzidas por disparo é gigantesca, embora cada uma seja microscópica. Os principais números registrados no experimento ajudam a dimensionar o fenômeno:
- Cerca de 10 trilhões: nanodiamantes formados por pulso;
- Aproximadamente 3 nanômetros: diâmetro médio de cada partícula;
- Cerca de 3.000: átomos de carbono em cada nanodiamante;
- Até 100 GPa: pressão provocada pela onda de choque;
- Mais de 10 km/s: velocidade com que as partículas são expelidas.
Apesar dos trilhões de partículas, a massa produzida ainda é minúscula. Foram necessários cerca de 100 disparos para recuperar apenas algumas centenas de microgramas de material.
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Por que foi tão difícil recuperar os nanodiamantes?
Produzir as partículas era apenas metade do problema. Depois do impacto, os nanodiamantes eram lançados a mais de 10 km/s, velocidade superior a 36 mil km/h, o que poderia destruí-los ao atingir uma superfície rígida.
Para solucionar a questão, os pesquisadores utilizaram um gel iônico macio, capaz de absorver parte do impacto. O material também pode ser removido posteriormente para permitir a recuperação e purificação das partículas.
O resultado permitiu confirmar diretamente as características dos nanodiamantes obtidos, incluindo seu tamanho extremamente reduzido e a distribuição relativamente uniforme das partículas.
O que esses nanodiamantes de plástico PET podem permitir no futuro?
O interesse científico não está apenas na possibilidade de transformar PET em partículas de diamante. Nanodiamantes já são estudados para diferentes aplicações, especialmente quando tamanho, pureza e propriedades específicas são importantes.
Entre as possibilidades investigadas estão:
Essas possibilidades ainda dependem de novas pesquisas, testes e aumento da escala de produção. O experimento demonstra o potencial científico dos nanodiamantes, mas não significa que essas aplicações já estejam disponíveis comercialmente.
Os pesquisadores também estudam a possibilidade de modificar a estrutura dos nanodiamantes com outros elementos, alterando suas propriedades para funções específicas.
Aplicações médicas e ambientais, entretanto, ainda estão no campo das possibilidades futuras.
O plástico poderá virar uma fonte de materiais de alto valor?
A descoberta não significa que garrafas PET usadas já possam ser transformadas em diamantes em escala industrial. O método permanece em fase experimental, com produção na faixa de microgramas, e depende de equipamentos de laser de alta energia.
O próximo desafio é aumentar a quantidade produzida para a escala de miligramas e verificar se o processo continua entregando partículas uniformes. Se a eficiência dos lasers avançar e os custos diminuírem, determinados resíduos plásticos poderão futuramente ser usados como fonte de carbono para materiais altamente especializados.
O aspecto mais surpreendente da pesquisa é justamente essa mudança de perspectiva: em vez de tratar determinados polímeros apenas como resíduos, os cientistas investigam se eles podem servir como matéria-prima para fabricar estruturas de carbono que seriam extremamente difíceis de obter por métodos convencionais.
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