Nuevo carbono conductor, duro como una roca y elástico como la goma

Un material con una combinación tan única de propiedades podría servir a una amplia variedad de aplicaciones, desde la ingeniería aeroespacial hasta el blindaje militar, según la Carnegie Instituion for Science, que ha participado en el trabajo.

La investigación en nuevos materiales ha deparado una forma de carbono ultrafuerte, tan ligera que también es elástico y eléctricamente conductor.

Un material con una combinación tan única de propiedades podría servir a una amplia variedad de aplicaciones, desde la ingeniería aeroespacial hasta el blindaje militar, según la Carnegie Instituion for Science, que ha participado en el trabajo.

El carbono es un elemento de posibilidades aparentemente infinitas. Esto se debe a que la configuración de sus electrones permite numerosas combinaciones auto-adhesivas que dan lugar a una gama de materiales con propiedades variables. Por ejemplo, los diamantes transparentes, superfuertes y el grafito opaco, que se utilizan tanto para lápices como para lubricantes industriales, están compuestos únicamente de carbono.

En esta colaboración internacional entre la Universidad de Yanshan y Carnegie -que incluía a Zheng Zhao de Carnegie, Timothy Strobel, Yoshio Kono, Jinfu Shu, Ho-kwang «Dave» Mao, Yingwei Fei y Guoyin Shen- los científicos presurizaron y calentaron una forma estructuralmente desordenada de carbono Llamado carbono vítreo, según un comunicado.

El material de partida de carbono vítreo se llevó a aproximadamente 250.000 veces la presión atmosférica normal y se calentó a aproximadamente 982 grados Celsius para crear el nuevo carbono fuerte y elástico. Sus hallazgos son publicados por Science Advances.

Los científicos habían tratado previamente de someter el carbón vítreo a altas presiones tanto a temperatura ambiente (denominada compresión en frío) como a temperaturas extremadamente altas. Pero el material sintetizado en frío no podía mantener su estructura cuando volvía a la presión ambiente, y bajo condiciones extremadamente calientes, se formaron diamantes nanocristalinos.

El carbono recién creado está compuesto de motivos de unión de tipo grafito y diamante, lo que da lugar a la combinación única de propiedades. Bajo condiciones de síntesis a alta presión, las capas desordenadas dentro de la hebilla de carbono vítreo, se fusionan y se conectan de varias maneras. Este proceso crea una estructura global que carece de un orden espacial de largo alcance, pero tiene una organización espacial de corto alcance a escala nanométrica.

«Los materiales livianos con elasticidad fuerte y robusta como ésta son muy deseables para aplicaciones en las que el ahorro de peso es de suma importancia, incluso más que el costo de los materiales», explicó Zhisheng Zhao, ex miembro de Carnegie, ahora profesor de la Universidad de Yanshan. «Además, creemos que este método de síntesis podría perfeccionarse para crear otras formas extraordinarias de carbono y clases de materiales totalmente diferentes».

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