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» » » » Carbono-M, tan duro como el diamante

Referencia: ScienceDaily.com, 22 de julio 2012

Un equipo liderado por físicos de minerales de la Universidad de Yale han confirmado por primera vez, a través de experimentos de alta presión, la estructura del grafito frío comprimido, una forma de carbono comparable en cuanto a dureza con su primo, el diamante, y que sólo requiere de la presión para sintetizarse. 

Los investigadores creen que sus hallazgos podrían abrir el camino para un material super duro capaz de soportar una gran fuerza, y que ​​puede ser utilizado (como los materiales basados en el diamante ahora) para muchas aplicaciones electrónicas e industriales.

El estudio aparece publicado en Scientific Reports, una revista de Nature. En condiciones normales, el carbono puro exhibe propiedades físicas muy distintas dependiendo de su estructura. Por ejemplo, el grafito es blando, pero el diamante es uno de los materiales más duros conocidos. El grafito conduce la electricidad, pero el diamante es un aislante.

Justo en el medio existe esta forma de carbono confirmada por el equipo, liderado por la Universidad de Yale, denominada carbono-M y predicha inicialmente por métodos teóricos en 2006. El carbono-M se consigue cuando el grafito se comprime a presiones de aproximadamente 200.000 veces la presión ambiente.

Aunque los cambios se observaron por primera vez en el grafito bajo altas presiones, y en condiciones de temperatura ambiente hace 50 años, es únicamente ahora cuando la estructura cristalina ha sido confirmada en un experimento, usando la difracción de rayos X de larga duración, la espectroscopia Raman y las técnicas ópticas para verificar estas predicciones.

"Aparte de las propiedades mecánicas únicas descubiertas en carbono-M, encontramos que la transformación de grafito en carbono-M es extremadamente lenta y requiere mucho tiempo para alcanzar el equilibrio, lo que puede ser una razón adicional para este rompecabezas que ha permanecido sin solución desde mediados del siglo pasado", agregó Yuejian Wang, autor principal del estudio e investigador postdoctoral anterior en dicha Universidad, ahora es profesor asistente de física en la Universidad de Oakland.

Los investigadores dicen que esta estructura intermedia tiene una simetría mucho más baja que el diamante, pero tan dura como éste. De hecho, "Nuestro estudio muestra que el carbono-M es tan extremadamente compresible y duro, rivalizando con las propiedades extremas de los diamantes, que es capaz de dañar al diamante", señalaba el investigador principal Kanani K. M. Lee, profesor asistente de geología y geofísica de la Universidad de Yale.

Lee añadió: "Durante los últimos años, muchos cálculos teóricos han sugerido por lo menos una docena de diferentes estructuras cristalinas para esta nueva etapa, pero nuestros experimentos mostraron que sólo una estructura de cristal se ajusta a los datos, el carbono-M."

- Imagen: Daños producidos por carbono-M. Crédito, cortesía de Yale University.
- Otros autores: Joseph Panzik of Yale, and Boris Kiefer of New Mexico State University. The study was supported by grants from the Carnegie/Department of Energy (DOE) Alliance Center and by national synchrotron facilities supported by the DOE, National Science Foundation, and the W.M. Keck Foundation.
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Editor del blog Pedro Donaire

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