Un equipo de científicos ha encontrado que usando el disolvente adecuado a la presión correcta sobre derivados del fulereno, se crea una nueva forma de materia que han llamado “cúmulo de carbono amorfo ordenado”, tan duro que puede rayar el diamante
¿Qué logras cuando tomas unas buckybolas, las sumerges en un disolvente concreto y las aplastas bajo una presión de más de 300 000 atmósferas?
La respuesta obvia es un montón de buckybolas aplastadas. Al igual que los diamantes, las buckybolas (técnicamente conocidas como buckminsterfulerenos) están hechas de carbono. Son estructuras ordenadas en forma de jaula de 60 átomos de carbono que tienen un notable parecido con balones de fútbol. Cuando los científicos las aplastaron, perdieron su estructura en forma de jaula, como era de esperar. Lo que no esperaban era aquello en lo que se convirtió.
“Es una nueva forma de la materia que no hemos observado antes”, dice Zeng, Profesor Ameritas de Química en la UNL. “Las buckybolas originalmente están ordenadas, pero si las aplastamos, se convierten en un cúmulo de carbono amorfo ordenado. Se convierten en un revoltijo, pero mantiene un orden a gran escala. “Y resulta que esta nueva forma de materia es superdura. Puede rayar el diamante”.
El descubrimiento se anunció en un artículo publicado en el ejemplar del 16 de agosto de la revista internacional Science.
Los científicos metieron las buckybolas en un disolvente con la fórmula química C8H10 (ocho átomos de carbono y 10 de hidrógeno), un hidrocarburo aromático basado en el benceno (“aromático” significa que los átomos pueden compartir electrones).
Usando un dispositivo llamado célula yunque de diamante, el autor principal Lin Wang de la Institución Carnegie de Washington en Argonne, Illinois, sometió a las buckybolas a presiones cada vez mayores. Por debajo de, aproximadamente, 30 gigapascales (casi 300 000 atmósferas), las buckybolas volvían a su forma normal tras la descompresión. Sin embargo, por encima de 32 gigapascales, las jaulas colapsaban por completo y se transformaban en cúmulos amorfos, pero mantenían un notable orden a gran escala tras la descompresión.
La dureza del nuevo material se confirmó cuando el equipo experimental encontró marcas en los yunques de diamante usados en sus experimentos.
“El aspecto diferenciador de este experimento es el disolvente que usó el equipo con las buckybolas antes de que las aplastaran, fue el truco clave para crear esta nueva forma de materia”, señala Zeng. “Cuando añadieron una alta presión, las moléculas del disolvente se mantuvieron intactas y separaron las buckybolas, evitando la formación de polímeros. Las bolas estaban muy dañadas, pero todo el sistema mantenía una estructura ordenada”.
Zeng también dijo que el disolvente concreto usado fue clave. Comenta que un equipo de científicos en Suecia intentó un experimento similar hace años, pero usaron C8H8 como disolvente y no lograron el cúmulo de carbono amorfo ordenado superduro.
Hubo distintas motivaciones científicas para el trabajo, especialmente la interminable búsqueda de nuevas formas de materia por parte de los científicos de materiales. Un segundo factor es la búsqueda de materiales útiles para la tecnología. El hecho de que esta nueva forma superdura de materia conserve su estructura de alta presión en condiciones normales es muy importante para posibles futuras aplicaciones prácticas.
Enlace original en la web de la Universidad de Nebraska-Lincoln
D. L. UNED Barbastro