Un equipo de físicos de alta presión de Carnegie ha creado una forma de carbono que es dura como el diamante, pero amorfo, lo que significa que carece de la repetición estructural a gran escala de la estructura cristalina de un diamante. Sus hallazgos se informan en Comunicaciones de la naturaleza .

El carbono es un elemento de posibilidades aparentemente infinitas, porque la configuración de sus electrones permite numerosas combinaciones autoadhesivas que dan lugar a una gama de materiales con propiedades variables.

Por ejemplo, algunas formas de carbono, Como el carbón, son lo que se llama amorfo, lo que significa que carecen de la estructura repetitiva de largo alcance que forma un cristal.

Otras formas de carbono son cristalinas, incluyendo ambos transparentes, diamantes superduros, y suave grafito opaco. Tienen diferentes propiedades, en parte, porque los átomos de carbono que los componen están enlazados en diferentes configuraciones. Los diamantes tienen una estructura de unión que se llama sp3 y el carbono en el grafito se mantiene unido con lo que se llama enlaces sp2.

Los cambios en la configuración de los enlaces de carbono que dan forma a cualquiera de estas sustancias pueden ser inducidos por la alteración de las condiciones externas, como temperatura y presión, similar a cómo el agua se congela en hielo o hierve en vapor.

El equipo de Carnegie, incluido el autor principal Zhidan "Denise" Zeng, así como Liuxiang Yang, Qiaoshi Zeng, Yue Meng, Wenge Yang, y Ho-kwang "Dave" Mao:utilizaron presiones extremas para descubrir su nueva forma de diamante amorfo.

Otros elementos similares al carbono, el germanio y el silicio, tienen formas que están compuestas en su totalidad por enlaces sp3 extremadamente fuertes y, sin embargo, amorfos. Pero hasta ahora nunca se había sintetizado una fase similar de carbono.

El equipo pudo crear un diamante amorfo al llevar una forma de carbono estructuralmente desordenada llamada carbono vítreo hasta casi 500, 000 veces la presión atmosférica normal (50 gigapascales) y alrededor de 2, 780 grados Fahrenheit (1, 800 grados kelvin). Este es un rango de temperatura y presión que no se ha explorado en los esfuerzos por crear diamantes amorfos.

La muestra que crearon conservó su cambio estructural e incompresibilidad una vez que volvió a la temperatura y presión ambiente. Y lo que es más, sofisticadas herramientas de espectroscopia demostraron que su nuevo material presenta enlaces de carbono sp3, a pesar de ser amorfo y carecer del orden de un cristal.

"Nuestro diamante amorfo es denso, transparente, superfuerte y potencialmente superduro con propiedades más increíbles aún por descubrir, "Explicó Zeng.

Los próximos pasos para investigar las propiedades de este diamante amorfo serán medir su dureza, fuerza, propiedades ópticas, y estabilidad térmica.