Un nuevo material entre el Diamante y el Grafito
M-carbono
Un equipo liderado por expertos en mineralogía de la Universidad de Yale ha hallado la existencia de un nuevo material mediante experimentos de alta presión de la estructura de grafito comprimido en frío, una forma de carbono que es comparable en dureza a su primo, el diamante, pero sólo requiere presión para sintetizar.
Los investigadores creen que este hallazgo puede abrir el camino a un nuevo material super duro que pueda soportar una gran fuerza y pueda ser utilizado para muchas aplicaciones electrónicas e industriales.
El estudio aparece publicado en la revista Scientific Reports.
En condiciones normales, el carbono exhibe propiedades físicas muy diferentes 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 funciona como aislante.
La forma de carbono confirmado por el equipo de la Universidad de Yale se encuentra en medio de ambas y se la conoce con el nombre de M-carbono, predicho por métodos teóricos desde 2006. El M-carbono se forma cuando el grafito se comprime 200 mil veces la presión ambiente y a temperatura ambiente.
Aunque los cambios fueron observados en el grafito bajo condiciones de presión y temperatura altas hace 50 años, hasta ahora no se ha podido confirmar esta estructura cristalina. Todo gracias a los experimentos con difracción de rayos X de larga duración, espectroscopía Raman y técnicas ópticas para verificar su existencia.
Además de las propiedades mecánicas únicas descubiertas en M-carbono, encontramos que la transformación de grafito a M-carbono es extremadamente lenta y requiere un tiempo largo para alcanzar el equilibrio, una de las razones por las que este rompecabezas ha permanecido sin solución hasta ahora
Dijo Yuejian Wang, autor principal del estudio e investigador en la Universidad de Yale.
Los investigadores dicen que esta estructura intermedia tiene una simetría mucho más baja que el diamante, pero que es más duro. De hecho, el estudio muestra que el M-carbono es muy compresible y duro, tanto que rivaliza con las propiedades del diamante, rayándolo.
Durante los últimos años, muchos cálculos teóricos han sugerido al menos una docena de estructuras cristalinas diferentes para esta nueva fase, pero nuestros experimentos mostraron que sólo una estructura de cristal ajusta los datos: el M-carbono
Concluye el investigador Kanani KM Lee, profesor asistente de Geología y Geofísica de la Universidad de Yale.