Un equipo que incluye a varios científicos de la Institución Carnegie para la Ciencia, en Estados Unidos, ha desarrollado una forma de carbono ultra fuerte y ligero que también es elástico y eléctricamente conductor. Un material con una combinación tan única de propiedades podría servir para una amplia variedad de aplicaciones, desde la ingeniería aeroespacial hasta la armadura militar, según detallan los autores en un artículo publicado por Science Advances.

El carbono es un elemento de posibilidades aparentemente infinitas porque 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 y superduros y el grafito opaco, que se utiliza tanto para lápices como para lubricantes industriales, están compuestos únicamente de carbono.

En esta colaboración internacional entre la Universidad de Yanshan, en China, y Carnegie -en la que participaron Zhisheng Zhao, de Carnegie; Timothy Strobel, Yoshio Kono, Jinfu Shu, Ho-kwang “Dave” Mao, Yingwei Fei y Guoyin Shen-, los científicos presionaron y calentaron una forma estructuralmente desordenada de carbono llamado carbono vítreo.

El material de partida de carbono vítreo se llevó a aproximadamente 250.000 veces la presión atmosférica normal y se calentó a aproximadamente 1.800 grados Fahrenheit para crear el nuevo carbono fuerte y elástico.

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 denominado material sintetizado en frío no podía mantener su estructura cuando se 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 del 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.

Ahorro de peso

“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”, explica Zhisheng Zhao, excompañero 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”, añade.

Fuente: Europa Press