domingo, 9 de septiembre de 2012

Científicos desarrollan material mas duro que el diamante

Tal parece que los diamantes han perdido su lugar de privilegio como la sustancia más dura que existe gracias al trabajo de un equipo de investigadores de la Institución Carnegie de Washington. El equipo internacional de científicos liderado por Lin Wang descubrió una nueva sustancia que no es totalmente cristalina pero tampoco es amorfa, y además es suficientemente dura como para mellar el diamante.

La nueva sustancia, que aún no ha sido nombrada, es descrita como una hibridación de estructuras amorfas y cristalinas a nivel subatómico, lo cual ciertamente fue bastante sorprendente para los científicos.

El material super duro comenzó como agrupaciones de carbono 60 – las moléculas de carbono con forma de balón de fútbol conocidas comúnmente como “buckyballs“. Estas agrupaciones de carbono 60 fueron mezcladas con el solvente m-xyleno, el cual se emplea en la fabricación de botellas de refrescos. Seguidamente la mezcla fue colocada en una celda de diamante en el Laboratorio Nacional Argonne, ubicado en Illinois.

Esta celda de diamante fue clave para la realización de este experimento. Básicamente se trata de una cámara a alta presión hecha con dos diamantes de cara plana. La mezcla de solvente m-xyleno y carbono 60 colocada en la celda entre los dos diamantes fue sometida a altas presiones con el fin de comprobar que ocurriría. Al irse juntando los dos diamantes, la mezcla llegó a estar bajo una presión de 600000 atmósferas. Por lo tanto, no resultó sorprendente que las moléculas de carbono 60 fueran aplastadas. Lo que si sorprendió a los científicos fue el hecho de las propiedades de las antiguas buckballs fueron alteradas hasta que estas se volvieron suficientemente duras como para mellar el diamante. De hecho, esto no tiene precedentes, y lo que resultó aún más interesante es que la nueva sustancia retuvo su estructura una vez que la presión fue retirada. Al final, los científicos descubrieron que se había obtenido un material que nunca antes se había visto.

Toda la materia sólida viene en una de dos formas. O bien tiene una estructura ordenada y cristalina como el diamante, el cuarzo o el hierro o es amorfo o no cristalinocomo en el caso del vidrio o los geles. La particularidad de esta nueva sustancia es que tiene características de ambos tipos de estructuras. Si aplicamos presión masiva sobre el carbono 60, deberíamos obtener buckyballs aplastados, pero el m-xyleno reacciona con el carbono de alguna manera que le permite a este retener una estructura molecular regular y extensa. En otras palabras, el carbono retiene el orden de un cristal a pesar de que su estructura cristalina ha sido destruida.

De acuerdo a los investigadores, esto es más que una curiosidad de laboratorio ya que han creado un nuevo tipo de material a base de carbono el cual es comparable conel diamante en cuanto a la resistencia a la compresión. A pesar de haber sido creado bajo presiones extremas, el material puede existir en condiciones normales, lo quesignifica que puede ser empleado en una amplia variedad de aplicaciones prácticas.

Cuáles son estas aplicaciones con exactitud aún no se sabe, pero este material podría emplearse revestimiento protector o encontrar usos en campos como la electrónica, electroquímica y mecánica.





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