Uma revisão publicada em 10 de fevereiro de 2026 no International Journal of Extreme Manufacturing descreve o estado da arte na criação de materiais híbridos que unem grafeno e diamante, dois alótropos de carbono com propriedades opostas. O trabalho, liderado pelo professor Bin Shen, da Universidade Jiao Tong de Xangai, detalha métodos de fabricação, desempenho alcançado e desafios que ainda impedem a produção em larga escala.
Dois tipos de interfaces
Os autores classificam os híbridos em duas famílias principais:
- Híbridos de van der Waals (V-GDHs): grafeno apoiado sobre diamante por forças físicas fracas. São mais simples de produzir e já demonstraram utilidade em dispositivos eletrônicos, sensores e revestimentos de baixo atrito.
- Híbridos covalentes (C-GDHs): camadas unidas por ligações carbono-carbono fortes. Apresentam maior robustez mecânica e térmica, mas exigem processos mais complexos.
“A forma como grafeno e diamante se conectam define todo o resultado”, destaca Shen. Interfaces fracas favorecem componentes eletrônicos, enquanto ligações fortes são decisivas para aplicações que exigem resistência mecânica e dissipação de calor.
Novas técnicas de produção
Entre os avanços recentes, a revisão cita métodos catalíticos que permitem o crescimento de grafeno diretamente na superfície do diamante, dispensando alinhamento cristalino perfeito. Um procedimento promissor utiliza gálio líquido para converter diamante em folhas de grafeno verticais, firmemente ancoradas ao substrato. A abordagem se aplica tanto a cristais únicos quanto a pós de diamante, ampliando o potencial de fabricação.
Desempenho registrado
Alguns híbridos já superam pares de materiais tradicionais em condução térmica e suportam correntes elétricas superiores às toleradas por semicondutores convencionais. Em ensaios de usinagem, ferramentas de diamante com camadas de grafeno covalentemente ligadas apresentaram menor desgaste e redução da força de corte ao trabalhar ligas metálicas difíceis.
Obstáculos e próximos passos
Permanecem desafios como produzir grandes áreas com qualidade uniforme, especialmente nos híbridos covalentes que exigem altas temperaturas ou pressões. Faltam ainda medições detalhadas do comportamento térmico e elétrico em condições reais de operação.
Imagem: Internet
Para Shen, a pesquisa agora deve se concentrar em compreender o crescimento átomo a átomo das interfaces e em desenvolver rotas de fabricação mais rápidas, limpas e escalonáveis. As perspectivas incluem dissipadores de calor para eletrônica de potência, ferramentas de corte ultraduráveis e dispositivos eletroquímicos de alta sensibilidade.
Os híbridos grafeno-diamante ainda estão em fase inicial, mas a possibilidade de ajustar a ligação entre os dois materiais promete soluções sob medida para ambientes extremos.
Com informações de Nanowerk
