Diamante sintético permite aplicações espaciais e de saúde

NOS SATÉLITES, TECNOLOGIA É UTILIZADA NO LUBRIFICANTE SÓLIDO E NAS JANELAS ÓPTICAS

Shirley Marciano

Pesquisas com carbono realizadas pela equipe do LAS, o Laboratório de Sensores e Materiais do INPE, resultam em aplicações tanto para utilização em satélites como na área da saúde: novas brocas dentárias eliminam dores e ruído. Uma coisa é certa: para muitas pessoas, e principalmente para crianças, uma consulta odontológica pode ser traumática.

Mas os sentimentos negativos associados aos consultórios dentários podem estar com os dias contados, porque uma tecnologia inovadora na instrumentação odontológica promete revolucionar os procedimentos, tornando os tratamentos menos dolorosos, sem o perturbador ruído da broca giratória e sem necessidade de anestesia em 80% dos casos.

A matéria-prima dessa tecnologia de ponta é o carbono, tratado para ser transformado em diamante sintético. Embora tenha as mesmas propriedades físicas e químicas do diamante natural, o diamante sintético é um fino revestimento de cor grafite que recobre instrumentos metálicos, como é o caso dos equipamentos odontológicos.

A técnica consiste na deposição química a vapor assistida por filamentos quentes. Há um controle da temperatura, do fluxo de gás, da pressão interna, e assim os diamantes sintéticos crescem no formato de uma pedra única. Em seguida, conforme a finalidade pretendida, se controla a rugosidade, a aderência, os tamanhos, as espessuras.

No caso dos instrumentos odontológicos, atualmente, para se retirar uma cárie, efetuar uma limpeza dentária, moldar em resina e amálgama ou ainda fazer alguma perfuração nos dentes, é preciso usar a broca de alta rotação, que emite um som desagradável. O diamante sintético na ponta do instrumento, ligado a um aparelho de ultrassom, fará o mesmo trabalho de abrasividade, embora a técnica e o material sejam totalmente diferentes: ao invés do giro com ruído, a vibração do ultrassom, e a emissão de som a uma frequência superior àquela que o ouvido do ser humano pode perceber: aproximadamente 20.000 Hz.

Além disso, o processo será indolor e sem sangramento, porque o diamante atinge somente a estrutura dura, evitando-se assim, portanto, ferir a gengiva e os vasos sanguíneos. Lembrando que o diamante sintético é anticoagulante e biologicamente compatível. As pesquisas relacionadas a essa tecnologia, de comprovada eficácia na aplicação, com as devidas patentes (e tendo sido já premiada), foram desenvolvidas pela equipe do Laboratório de Sensores e Materiais (LAS), um dos quatro vinculados à Coordenação de Laboratórios Associados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CTE- -INPE). Os de Plasma (LAP) e Computação e Matemática Aplicada (LAC) foram objeto de reportagens nas edições 48 e 49, respectivamente, do Jornal do SindCT.

Existe ainda o de Combustão e Propulsão (LCP). As descobertas relativas a aplicações de saúde desse material tiveram origem, porém, em pesquisas destinadas ao setor espacial. As pesquisas espaciais estão entre as que mais geram tecnologia para o segmento da saúde, explica o pesquisador Vladimir Jesus Trava-Airoldi, responsável pela linha de pesquisa denominada Diamante e Materiais Relacionados (Dimare), do LAS.

Transparência

Hoje a principal aplicação dessa tecnologia nos satélites é o lubrificante sólido na forma de um filme bem fino, porque no espaço não é possível usar graxa ou qualquer outra substância semelhante, porque evaporaria. Também é utilizado nas janelas ópticas dos satélites, porque possui um intervalo de transparência que nenhum outro material possui.

Ou seja: é possível, por exemplo, enxergar nele no infra-vermelho e no ultravioleta. A eficácia do diamante sintético está em sua estrutura que, se tratada para essa finalidade, torna-se muito lisa (tendo o mesmo coeficiente de atrito do politetrafluoretileno, conhecido como teflon), além de ser apropriada por sua natureza rígida. O diamante é o mais duro dos materiais atualmente conhecidos, além de ser durável e não se desgastar. “Desenvolvemos tecnologias com diamantes para diversas aplicações. Um bom exemplo é a superfície antiaderente, semelhante ao teflon.

Também facas muito cortantes, duráveis e com função bactericida e fungicida. Temos os perfuradores ósseos que evitam necrose por vibrar numa temperatura mais baixa, menor que 39° C”, explica Airoldi. Uma empresa de inovação, a CVD Vale, de São José dos Campos, fabrica os produtos desenvolvidos a partir das pesquisas realizadas pelos pesquisadores do INPE.

Além da linha denominada Dimare, outras pesquisas são desenvolvidas no âmbito do LAS, como explica o chefe César Boschetti:

GDF (Dispositivos Fotovoltaicos): pesquisa e desenvolvimento em sistemas fotovoltaicos, processos em microeletrônica e sistemas de caracterização óptica e elétrica.

Labemac (Eletroquímica e Materiais Carbonos): pesquisa, desenvolvimento e inovação na aplicação de materiais carbonos na medição e monitoramento de variáveis ambientais e na área aeroespacial.

Matcon (Matéria Condensada): pesquisa básica em áreas da Física de Materiais, com ênfase na modelagem de dispositivos semicondutores e sistemas epitaxiais.

Mimec (Micromecânica em Silício): desenvolvimentos de dispositivos micro- -eletromecânicos de alta precisão, por meio de corrosão iônica reativa profunda em reator de plasma do tipo DRIE (Deep Reactive Ion Etching).

Tecamb (Micro e Nanotecnologia de Cerâmicas e Compósitos): pesquisa e desenvolvimento em síntese, novos processos de fabricação e de caracterização de cerâmicas e compósitos micro e nano-estruturados para usos aeroespacial e monitoramento ambiental.

Tecmat (Física e Tecnologias em Materiais): pesquisa em filmes epitaxiais de compostos semicondutores IV-VI voltados para aplicações em sensores de infravermelho e experimentos de solidificação de ligas sob microgravidade em foguetes suborbitais.

O LAS dispõe de atividade de infraestrutura, responsável pela operação e manutenção de facilidades multiusuários para caracterização de materiais, e possui serviços de oficina mecânica e de eletrônica.

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