La síntesis industrial para crear un material más duro que el diamante

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Científicos encontraron una forma comercial de crear un material más duro que el diamante.

En el Instituto Tecnológico para Materiales Superduros y Nuevos de Carbono, en Troitsk, algunos científicos están desarrollando un nuevo método para sintetizar un material ultra resistente que incluso supera a los diamantes en cuanto a dureza. Este proceso permite la síntesis del fulerito, un polímero compuesto de fulerenos, es decir, moléculas esféricas hechas de átomos de carbono.

Con esto, los científicos concluyeron que el diamante no es el material más duro que conocemos, pues los diamantes naturales tienen una dureza de 150 GPa, mientras que el fulerito ultraduro supera al diamante con una dureza que va de los 150 a los 300 GPa.

Todos los materiales que son más duros que los diamantes son llamados materiales ultraduros. Los materiales que son menos duros que los diamantes pero más duros que el nitruro de boro son conocidos como termedsuperduros. El nitruro de boro, que es cúbico, es casi 3 veces más duro que el corindón.

Los fuleritos están constituidos de fulerenos. Cada molécula de carbono de los fulerenos tiene forma esférica y la forman 60 átomos, los cuales fueron sintetizados por primera vez hace unos 20 años e incluso este trabajo se hizo acreedor a un Nobel. Las esferas de fulerenos se pueden acomodar de diferentes formas y la dureza del material depende de cómo se interconectan, y el fulerito creado en Instituto Tecnológico para Materiales Superduros y Nuevos de Carbono (FSBITISNCM) las moléculas se interconectan con enlaces covalentes en todas direcciones, lo que los científicos llaman un “polímero tridimensional”.

A pesar de ser un gran descubrimiento, aún no están disponibles los métodos para producir este material a escala comercial, principalmente para su uso en las industrias del metal y procesamiento de materiales. En su mayoría, lo que dificulta su producción es que se requiere de una alta presión para que comience la reacción, que es alrededor de 13 GPa, o 130,000 atmósferas, lo cual es imposible de lograr con la tecnología actual.

Sin embargo, una de las formas en que se puede acelerar la síntesis es añadiendo sulfuro de carbono (CS₂) a la mezcla inicial de materiales, una sustancia que se sintetiza a escala comercial y tiene varios usos industriales. Con ello, la creación de fuleritos puede ser posible aún con presiones inferiores a 8 GPa y a temperatura ambiente, a diferencia de la temperatura requerida de 820 grados centígrados en el método convencional.

Este descubrimiento será el inicio de una nueva investigación en materiales, pues reduce la presión requerida para la síntesis, permitiendo la creación del material para su uso de manera comercial.

Link: Instituto Estatal de Física y Tecnología de la Universidad de Moscú.

Por Claudia Ocampo.