Redacción NM
Pronto podría ser el momento de deshacerse de esa voluminosa carcasa del teléfono, ya que los científicos han creado un vidrio ultraduro, uno que dicen es más duro, incluso, que los diamantes naturales.
El llamado vidrio de carbono, que también tiene la conductividad térmica más alta de todos los vidrios conocidos, fue producido por investigadores de la Universidad Jilin de China.
Lo sintetizaron colocando ‘buckyballs’, una forma de carbono similar a una pelota de fútbol, en una prensa de yunque y sometiéndolas a temperaturas y presiones extremas.
La muestra que se muestra a continuación, por ejemplo, se formó a 30 GPa y 1598 ° F, aunque la producción fue posible a presiones más bajas y temperaturas más altas y viceversa.
La dureza alcanzada, alrededor de 102 GPa, lo convierte en uno de los vidrios más duros que se conocen en la actualidad, solo superado por el carbono AM-III recientemente sintetizado (113 GPa).
Pronto podría ser el momento de deshacerse de esa voluminosa carcasa del teléfono, ya que los científicos han creado un vidrio ultraduro, uno que dicen es más duro, incluso, que los diamantes naturales. En la imagen: una muestra del vidrio de carbono, de alrededor de 1 milímetro de ancho, que se formó a 30 GPa y 1598 ° F (870 ° C)
El llamado vidrio de carbono, que también tiene la conductividad térmica más alta de todos los vidrios conocidos, fue producido por investigadores de la Universidad Jilin de China. En la imagen: imágenes de microscopio electrónico de transmisión cada vez más ampliadas del nuevo vidrio de carbono
«La creación de un vidrio con propiedades tan superiores abrirá la puerta a nuevas aplicaciones», dijo el autor del artículo y geoquímico Yingwei Fei del Carnegie Institution for Science de Washington.
«El uso de nuevos materiales de vidrio depende de la realización de grandes piezas, lo que ha supuesto un desafío en el pasado», explicó.
«La temperatura comparativamente baja a la que pudimos sintetizar este nuevo vidrio de diamante ultraduro hace que la producción en masa sea más práctica».
El carbono puede asumir una variedad de formas estables, que difieren según su estructura molecular. Algunos, como el grafito y el diamante, están muy estructurados, mientras que otros están desordenados o «amorfos», como el vidrio normal.
La dureza de cada forma viene dictada por sus enlaces internos. El grafito, por ejemplo, es escamoso porque tiene una disposición bidimensional de enlaces, con capas de átomos de carbono fuertemente unidos en un patrón hexagonal plano.
Mientras tanto, el diamante tiene una disposición tridimensional de enlaces, lo que le da una dureza más uniforme.
«La síntesis de un material de carbono amorfo con enlaces tridimensionales ha sido un objetivo de larga data», explicó el Dr. Fei.
Añadió: «El truco consiste en encontrar el material de partida adecuado para transformar con la aplicación de presión».
Debido a su punto de fusión extremadamente alto, a la friolera de 7,280 ° F (4,027 ° C), es imposible usar el diamante como punto de partida para hacer vidrio similar al diamante.
En cambio, el equipo recurrió al buckminsterfullereno, una forma de carbono compuesta por 60 átomos dispuestos en una estructura hueca en forma de jaula que se asemeja a un balón de fútbol, un hecho que le ha dado el nombre popular de ‘buckyball’.
El descubrimiento de las buckybolas y los fullerenos, una clase de moléculas relacionada, fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1996.
Debido a su punto de fusión extremadamente alto, a la friolera de 7,280 ° F (4,027 ° C), es imposible usar el diamante como punto de partida para hacer vidrio similar al diamante. En cambio, el equipo recurrió al buckminsterfullereno, una forma de carbono compuesta por 60 átomos dispuestos en una estructura hueca que se asemeja a un balón de fútbol, un hecho que le ha dado el nombre popular de ‘buckyball’.
Para convertir el buckminsterfullereno en un vidrio de carbono con forma de diamante, los investigadores comprimieron y calentaron buckybolas en una prensa de varios yunques de gran volumen.
Este proceso colapsó las moléculas en forma de bola, lo que indujo un desorden local al tiempo que conservaba un orden de rango corto a medio similar al de un diamante. Si bien los vasos resultantes eran pequeños, de alrededor de 1 mm de ancho, eran lo suficientemente grandes para la caracterización.
Estos descubrimientos contribuyen a nuestro conocimiento sobre materiales amorfos avanzados y la síntesis de materiales amorfos a granel mediante técnicas de alta presión y alta temperatura », concluyó el equipo.
Los hallazgos, agregaron, «pueden permitir nuevas aplicaciones para sólidos amorfos».
‘Por décadas [our] los investigadores han estado a la vanguardia del campo, utilizando técnicas de laboratorio para generar presiones extremas para producir materiales novedosos ”, comentó el director del Laboratorio Carnegie Earth and Planets, Richard Carlson.
Los hallazgos completos del estudio se publicaron en la revista Naturaleza.
¿CÓMO ‘CRECEN’ LOS DIAMANTES LOS CIENTÍFICOS EN UN LABORATORIO?
Los diamantes alcanzan sus elevados precios porque se forman durante millones de años bajo altas presiones y temperaturas en las profundidades de la corteza terrestre.
Pero varias empresas están cultivando gemas en laboratorios de todo el mundo, lo que amenaza con sacudir la industria del diamante.
Un pequeño diamante «semilla» actúa como andamio para el proceso.
Los científicos primero colocan esta semilla en una cámara de vacío para eliminar las impurezas del aire.
Las gemas fabricadas en laboratorio amenazan con alterar la industria del diamante, y varias empresas en todo el mundo ahora cultivan las piedras para joyería. En esta imagen, la directora ejecutiva de Pure Grown Diamonds, Lisa Bissell, presenta un diamante cultivado en laboratorio en Nueva York en 2015
Luego canalizan hidrógeno y calor del gas metano a 3.000 ° C (5.400 ° F) en la cámara para crear un gas altamente cargado conocido como plasma.
Los gases se rompen rápidamente, liberando átomos de carbono del metano que se acumula en la ‘semilla’ del diamante.
Estos átomos copian naturalmente la estructura cristalina del diamante orgánico, que también está formado por átomos de carbono.
Cada piedra artificial crece a una velocidad de aproximadamente 0,0002 pulgadas (0,006 mm) por hora.
