Ciencia y Tecnología

Científicos logran crear un tipo de vidrio más duro que el diamante

Se ha sugerido que el nuevo material podría usarse para fabricar ventanas a prueba de balas que son de 20 a 100 veces más resistentes que lo actual.

IMAGEN CORTESIA

Los diamantes tienen la dureza Vickers (VH) más alta confirmada de cualquier material natural en alrededor de 70 gigapascales (GPa) e incluso llevan el nombre de la palabra griega para “invencible”.

Bueno, tememos que eso ya no sea suficiente. Los científicos en China han creado una nueva forma de carbono llamada AM-III, y es el material amorfo más duro y resistente conocido hasta ahora. Con un VH de 113 GPa, es literalmente más duro que el diamante, y casi igual de fuerte.

“Los materiales exhiben propiedades mecánicas sobresalientes, comparables al diamante cristalino, y la dureza y resistencia del AM-III superan a cualquier material amorfo conocido”, explicaron los investigadores en su estudio, publicado la semana pasada en la revista National Science Review.

“La aparición de este tipo de material de carbono semiconductor [amorfo] ultraduro, ultrafuerte ofrece excelentes candidatos [para] las aplicaciones prácticas más exigentes”.

El diamante debe gran parte de su extraordinaria fuerza y ​​durabilidad a su estructura extremadamente regular: consta solo de átomos de carbono individuales dispuestos en una estructura tetraédrica. Por lo tanto, podría esperar que el nuevo material aún más resistente tenga una estructura similar, pero estaría completamente equivocado.

El equipo descubrió AM-III aplastando buckyballs (una jaula de 60 átomos de carbono conectados dispuestos como una pelota de fútbol) hasta que colapsaron, lo que resultó en la creación de un material amorfo, eso es lo que significa AM en AM-III. Eso lo hace muy diferente al diamante, de hecho, se parece más al vidrio.

Es posible que haya escuchado el mito de que el vidrio es en realidad un líquido. No lo es, pero tampoco es exactamente un sólido: es otro de estos peculiares sólidos amorfos. Lo que esto significa, para el vidrio y para AM-III, es que la estructura molecular no tiene un orden a largo plazo: las moléculas no están tan desorganizadas como el caos que verás en un líquido, pero tampoco son tan regulares. y ordenado como lo encuentras en un sólido. Eso significa que terminas con un material que es sólido en todos los sentidos prácticos, pero cuyas moléculas aún pueden moverse con el tiempo, aunque sea un tiempo muy, muy, muy largo.

Una de las muchas aplicaciones sugeridas de AM-III utiliza esta cualidad similar al vidrio de manera bastante directa: se ha sugerido que el nuevo material podría usarse para fabricar ventanas a prueba de balas que son de 20 a 100 veces más resistentes que la tecnología actual.

La calidad amorfa de AM-III le da una gran cantidad de otras propiedades, lo que la hace ampliamente aplicable en industrias de alta tecnología, dicen los investigadores. Por ejemplo, AM-III también es un semiconductor bastante bueno. Eso significa que existe la posibilidad de que el nuevo material se utilice para “aplicaciones fotoeléctricas novedosas”, según los investigadores; piense en la energía solar o en las armas de la era espacial.

Si bien es probable que la producción en masa del nuevo material lleve algún tiempo, y es poco probable que sea barata, la amplia variedad de aplicaciones hace que este nuevo vidrio teñido de amarillo sea algo que podríamos ver mucho en el futuro.

“El AM-III es de hecho un nuevo material de carbono AM nunca antes detectado y reportado”, explica el documento. “El orden, la microestructura y la composición de corto alcance distintivos proporcionan una combinación única de propiedades mecánicas superiores y semiconductoras […] y exigen una mayor exploración experimental y teórica de los alótropos de carbono AM”.

Con información de IFL Science

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