¿Te vestirías con nanohilos de diamantes? No es tan descabellado como podría pensar. Y tendrá que agradecerle a un químico e ingeniero de carbono de Brisbane.

El Dr. Haifei Zhan de QUT está liderando un esfuerzo global para averiguar cuántas formas en que la humanidad puede utilizar un material recién inventado con un enorme potencial:el nanohilo de diamante (DNT).

Creado por primera vez por la Universidad Estatal de Pensilvania el año pasado, DNT unidimensional es similar a los nanotubos de carbono, tubos cilíndricos huecos 10, 000 veces más pequeño que el cabello humano, más fuerte que el acero, pero quebradizo.

"DNT, en comparación, es aún más delgado, incorporando torceduras de hidrógeno en la estructura hueca del carbono, llamados defectos de transformación Stone-Wale (SW), que descubrí que reduce la fragilidad y agrega flexibilidad, "dijo el Dr. Zhan, de la Escuela de Química de QUT, Física e Ingeniería Mecánica.

"Esa estructura hace que el DNT sea un gran candidato para una variedad de usos. Es posible que el DNT se convierta en un plástico tan ubicuo en el futuro". se utiliza en todo, desde ropa hasta automóviles.

"Me siento muy afortunado de tener esta oportunidad de estudiar un nuevo material en profundidad; las oportunidades de investigación aplicada como esta son raras".

DNT no parece un diamante de roca. Bastante, su nombre se refiere a la forma en que se agrupan los átomos de carbono, similar al diamante, dándole su fuerza fenomenal.

El Dr. Zhan ha estado modelando las propiedades de DNT desde que se inventó, utilizando simulaciones de dinámica molecular a gran escala y computación de alto rendimiento.

Fue el primero en darse cuenta de que los defectos del SW eran la clave de la versatilidad de DNT.

"Si bien tanto los nanotubos de carbono como el DNT tienen un gran potencial, cuanto más modelo propiedades DNT, cuanto más parece ser un material superior, "Dijo el Dr. Zhan.

“Los defectos de SW le dan al DNT una flexibilidad que los nanotubos de carbono rígidos no pueden replicar; piense en ello como la diferencia entre coser con espaguetis crudos y espaguetis cocidos.

"Mis simulaciones han demostrado que los defectos de SW actúan como bisagras, conectando tramos rectos de DNT. Y al cambiar el espaciamiento de esos defectos, podemos cambiar - o ajustar - la flexibilidad del DNT ".

Esa investigación se publica en la publicación revisada por pares. Nanoescala .

El Dr. Zhan también ha publicado una serie de otros resultados de su investigación de modelado DNT:

• La conductividad térmica de DNT se puede ajustar cambiando el espacio entre los defectos de SW ( Carbón ).
• Los defectos SW crean superficies irregulares en el DNT, permitiendo que se adhiera bien con polímeros. Por tanto, el DNT podría utilizarse como refuerzo para materiales nanocompuestos ( Materiales de funciones avanzadas ).
• Las propiedades mecánicas de DNT varían significativamente dependiendo de su estructura atómica exacta, incluyendo comportamiento de tracción. La temperatura también afecta las propiedades mecánicas. Si bien DNT probablemente se comporte como una varilla elástica flexible, las propiedades mecánicas podrían adaptarse para propósitos específicos ( Carbón ).

"Se necesitan más modelos para investigar completamente todas las propiedades de DNT. Sin embargo, Estoy entusiasmado con la gama potencial de aplicaciones para las que podría usarse, dado que hemos demostrado que podemos controlar su flexibilidad, conductividad y resistencia, "Dijo el Dr. Zhang.

"El carbono es el elemento más abundante del planeta. Es un recurso renovable, por lo que el costo de la materia prima es extremadamente bajo.

"Una vez que los costes de fabricación sean viables, DNT probablemente se utilizaría principalmente en aplicaciones mecánicas, combinado con otros materiales para hacer ultrarresistente, compuestos y componentes ligeros, como fuselajes de avión.

"Planeo probar cómo funciona DNT como una estructura en red bidimensional, una hoja o capa, para su uso potencial en dispositivos electrónicos y pantallas flexibles.

"También quiero probar su viabilidad como fibra para textiles o cuerdas, desde chalecos antibalas y equipos de trabajo resistentes hasta un reemplazo de cables de acero en la construcción de puentes.

"Ya se habla en la comunidad mundial de carbono de que DNT es el mejor candidato hasta ahora para construir un ascensor espacial. Sería un verdadero honor si mi investigación contribuyese al desarrollo de DNT para ese propósito".