El Q-carbono deja a los diamantes en segundo lugar

Hace mucho tiempo, los científicos antiguos intentaron dominar el arte de la alquimia, o el proceso mítico de convertir el plomo en oro. Ha quedado demostrado que la alquimia es una tarea imposible, pero los científicos modernos han desbloqueado con éxito los secretos para una transformación aún más impresionante: convertir carbono, el bloque básico de la vida, en diamantes

Una técnica de transformación del carbono nueva y simple, que utiliza un láser para producir diminutos diamantes «semillas», está dando resultados aún más brillantes. Los investigadores, en un nuevo estudio, utilizaron su método para crear una nueva fase del carbono que supera incluso los diamantes en términos de dureza. El nuevo material podría tener numerosas aplicaciones en campos médicos e industriales.


Diamantes diminutos que se hicieron utilizando la nueva técnica láser de los investigadores. (Crédito: Jagdish Narayan y Anagh Bhaumik)

Muchas nuevas propiedades

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte utilizaron un láser para elaborar la nueva roca más dura disponible, a la que llamaron Q-carbono. La nueva sustancia posee una serie de propiedades útiles, tales como ferromagnetismo, fluorescencia y la capacidad de conducir electricidad, por lo que el Q-carbono es un material potencialmente útil para usos científicos e industriales. En sus conclusiones, que fueron publicadas esta semana en el Journal of Applied Physics, los investigadores estiman que el Q-carbono es 60 por ciento más duro que el diamante, como resultado de lazos más estrechos entre los átomos en la estructura del Q-carbono.

Para crear la nueva sustancia, los investigadores utilizaron un láser para disparar una rápida ráfaga de energía de 200 nanosegundos a una película de carbono amorfo (que no tiene forma definida), calentándolo a 6.740 grados Fahrenheit. El impacto del láser funde el carbono, que después se enfría rápidamente para formar una estructura de red cristalina. Dependiendo de los niveles de energía y el período de refrigeración, el carbono cristaliza en diamantes microscópicos o en Q-carbono. El proceso de enfriamiento se conoce como «temple» («Quenching, en inglés»), y es la Q que inspira el nombre de la estructura del Q-carbono. El proceso es rápido, además, lo que permite que los investigadores hagan diamantes de un quilate en unos 15 minutos.

El descubrimiento del Q-carbono revela una nueva fase sólida de carbono, o una forma diferente de organización de los átomos de carbono. Hasta ahora, el grafito y el diamante eran las únicas fases sólidas conocidas del carbono. El Q-carbono sólo se forma en condiciones extremas, por lo que es poco probable que exista en la naturaleza, excepto en los núcleos de algunos planetas, sugiere el autor del estudio, Jay Narayan, en una entrevista con el New York Times.

Fácil de crear

Una característica clave de este proceso es que tiene lugar a presión y temperatura ambientes. Las técnicas actuales de fabricación de diamantes artificiales requieren un equipo capaz de generar presiones y temperaturas extremadamente altas, o catalizar gases. Utilizando láser para crear diamantes, por otro lado, es simple y de bajo costo, tiene el potencial de revolucionar la producción de diamantes sintéticos, que se utilizan actualmente como componentes en brocas, láseres y disipadores de calor, entre otros usos.

 

 

Los investigadores también crearon diferentes formas con diamantes que utiliza este proceso y variando el sustrato sobre el que se enfrió el carbono calentado. Una placa de zafiro, vidrio o polímero plástico, por ejemplo, produjeron diferentes configuraciones. El equipo ha creado formas tan variadas como agujas, puntos y películas de diamantes, formas que podrían utilizarse para administrar medicamentos, fabricar pantallas de teléfonos inteligentes o en componentes eléctricos.

Y si desea probar su suerte en la producción de «diamantes», siempre se podría tratar de usar el microondas.

Fuente: Discovery Magazine. Aportado por Eduardo J. Carletti

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