Q-carbon es más duro que el diamante, increíblemente sencillo de hacer

Se ha descubierto una nueva fase del carbono, denominada Q-carbon por sus creadores en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, y tiene varias propiedades nuevas e increíbles. No solo parece ser más duro que su primo carbonoso cercano, el diamante, sino que en realidad tiene propiedades que los científicos mismos no creían posibles. Q-carbon es ferromagnético, algo que no se conoce que sea ninguna otra fase del carbono, e incluso brilla cuando se expone a la energía. Pero, por más emocionantes que sean estas cosas, la aplicación más próxima para Q-carbon es la conversión inversa a cristales de carbono más naturales: con un proceso de fusión simple, Q-carbon puede convertirse en diamante en condiciones favorables.

Una cosa interesante sobre Q-carbon es que es tan nuevo que sus propios descubridores no hacen demasiadas reclamaciones sobre qué es exactamente a nivel químico. Lo hacen colocando capas de 'carbono amorfo', o moléculas de carbono desordenadas, sobre un sustrato como zafiro o vidrio. Al disparar con láser estas capas por encima de 4000K a presión atmosférica, pueden hacer que todo entre en un estado fundido, y exactamente cómo permiten que este estado termine y se enfríe determina lo que obtienen al final. Sus estudios se dirigieron a la creación de Q-carbono, que según ellos tiene principalmente enlaces de carbono de cuatro vías, como los del diamante, pero también una buena cantidad de enlaces de tres vías.



Una micrografía de una película de carbono q, tachonada de nano diamantes.

Una micrografía de una película de carbono q, tachonada de nano diamantes.



En principio, esto debería hacer que la celosía de cristal sea menos resistente. Pero los investigadores dicen que se podría 'esperar que su red cristalina no homogénea posea nuevas propiedades físicas, químicas, mecánicas y catalíticas'.

Encontraron propiedades tan inesperadas con la suficiente rapidez. Aunque ni siquiera se pensaría que fuera posible, parece que en su forma Q, el carbono puede ser ferromagnético. No es como un súper imán ni nada, pero el simple hecho de que esta sustancia pueda reaccionar de esa manera a un campo magnético aplicado es fascinante para los científicos de materiales. Y, por supuesto, está el hecho de que los Q-carbonos parecen brillar cuando se exponen incluso a una pequeña cantidad de energía.



'¡Muy suave!' dijeron los investigadores.

Su técnica puede colocar capas de carbono Q de entre 20 y 500 nanómetros de espesor. Estas capas exhiben una dureza muy por encima de las capas de diamante, hasta en un 60% si los investigadores están en lo cierto. Sugieren que esto podría deberse a las longitudes promedio de enlace carbono-carbono más cortas en Q-carbono.

Dependiendo de cómo esté hecho el Q-carbon, puede terminar con nano-diamantes incrustados o nano-agujas de diamante, que son básicamente áreas del Q-carbon que se fusionaron en la estructura de celosía de diamante perfecta. Pero también pueden volver a convertir intencionalmente el carbono Q en nanopuntos de diamante, aunque no se detallan las propiedades exactas de ese diamante. Es probable que puedan convertirse en piedras preciosas de calidad, pero el mercado de diamantes industriales sigue siendo enorme.



Esta no es la primera vez que la industria de los materiales afirma haber ganado al diamante de una forma u otra. Lo que distingue a esto es la facilidad del proceso de producción y el hecho de que, si bien el Q-carbon es nuevo y en gran parte desconocido, se puede convertir en diamante, lo que se comprende muy bien. No sabemos qué usos podrían encontrar los científicos para esta nueva fase del carbono, pero dado que se puede crear sin la necesidad de condiciones extremas, existe al menos una amplia variedad de investigadores que están en condiciones de poder averiguarlo. .

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