Pentadiamantes: ultraduros como el diamante y ligeros como el grafito

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pentadiamantes ultraduros como el diamante y ligeros como el grafito

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Por demasiado tiempo, los diamantes ocuparon el sitio de los los componentes más duros conocidos, en cambio todo puede cambiar. La piedra preciosa podría haber hallado un rival.

¿Qué es más liviano que un diamante, casi tan duro y podría conducir la electricidad? Un pentadiamante: una disposición cristalina de átomos de carbono que se compone principalmente de pentágonos.

Estos pentadiamantes incluso no hay; solo se han creado en simulaciones por computadora. Pero si se puede crear un pentadiamante, podría tener una serie de propiedades útiles.

El carbono es uno de los elementos más versátiles en la tabla periódica. Dado que cada átomo de carbono puede unirse con hasta diferentes cuatro, es capaz de formar conjuntos intrincados con distintas propiedades, como diamantes ultraduros, grafeno semiconductor y nanotubos tipo cuerda.

Se están descubriendo modernos arreglos, o alótropos, de carbono todo el tiempo. Según la Samara Carbon Allotrope Database, hoy en dia se conocen hasta 1.000 tipos distintas.

La búsqueda de alótropos adicionales es como «jugar [con] bloques LEGO para concebir componentes con formas y construcciones fascinantes», manifestó Susumu Okada, físico de materia condensada de la University of Tsukuba en Japón.

Okada es además coautor de un artículo investigador referido a los pentadiamantes y publicado en la revista Physical Review Letters el 30 de junio.

Modelando un pentadiamante

Utilizando modelos informáticos de última generación, Okada y sus colegas decidieron unir dos moléculas, llamadas espiro [4.4] nona-2,7-dieno y [5.5.5.5] fenestratetraeno, cada una de las cuales contenía un anillo pentagonal de átomos de carbono, para ver si podían generar un material potencialmente útil.

Las simulaciones produjeron una disposición de carbono que se aparentaba un poco a un balón de fútbol con varios balones de fútbol más pequeños pegados alrededor de su exterior. El modelo de computadora pudo enseñar que este pentadiamante, y si se sintetizara en la vida real, tendría algunas propiedades interesantes.

Crédito: Susumu Okada

asimismo de ser mas o menos un 80 por ciento tan duro como el diamante, una de las sustancias más duras conocidas, el pentadiamante sería levemente poroso y podría conducir electricidad como los semiconductores utilizados en dispositivos electrónicos si se agregaran impurezas químicas, escribieron los autores. igualmente tendría la insolita capacidad de expandirse uniformemente en todas las direcciones cuando se estira.

Si sostuviera un pentadiamante en su mano, quizá se sentiría más ligero que un diamante de tamaño parecido, aunque no sería claro, sino más bien un color grisáceo como el grafito, manifestó Purusottam Jena, físico de la Virginia Commonwealth University.

Debido a su naturaleza porosa, el pentadiamante podría ser útil para almacenar gas, manifestó Okada. Su ligereza y dureza podrían hacerlo útil para edificar los chasis de los autos de carrera, agregó.

Crédito: Aenigmatis-3D / Pixabay

Jena, que no participó en el trabajo pero reveló diferentes alótropos de carbono, manifestó que el material es potencialmente gran cantidad emocionante.

Jena agregó:

“en cambio, necesita ser sintetizado experimentalmente. Hasta por lo tanto sigue siendo estrictamente teórico”.

en alguna ocasión, los componentes actuan de forma distinto en la vida real que en las simulaciones, manifestó Jena, aunque considera que el trabajo es lo suficientemente interesante como para enviar el escrito a un colega que podría producirlo en un laboratorio.

Por su parte, Okada estima que los químicos podrán crear pentadiamante en el futuro próximo. Y, hasta por lo tanto, continuará jugando con «bloques LEGO de átomos de carbono».

Los descubrimientos de la investigación han sido publicados en la revista Physical Review Letters.

Fuente: Live Science