Las ondas de choque causadas por los asteroides que chocan con la Tierra crean materiales con una variedad de estructuras de carbono complejas, que podrían usarse para avanzar en futuras aplicaciones de ingeniería, según un estudio internacional dirigido por científicos húngaros y de la UCL.

Publicado hoy en Proceedings of the National Academy of Sciences , el equipo de investigadores descubrió que los diamantes formados durante una onda de choque de alta energía de la colisión de un asteroide hace unos 50.000 años tienen propiedades únicas y excepcionales, causadas por las altas temperaturas y la presión extrema a corto plazo.

Los investigadores dicen que estas estructuras pueden ser el objetivo de aplicaciones mecánicas y electrónicas avanzadas, lo que nos brinda la capacidad de diseñar materiales que no solo son ultraduros sino también maleables con propiedades electrónicas ajustables.

Para el estudio, científicos del Reino Unido, EE. UU., Hungría, Italia y Francia utilizaron exámenes espectroscópicos y cristalográficos de última generación del mineral lonsdaleita del meteorito de hierro Canyon Diablo encontrado por primera vez en 1891 en el desierto de Arizona.

Nombrada en honor a la cristalógrafa británica pionera, la profesora Dame Kathleen Lonsdale, la primera profesora de la UCL, anteriormente se pensaba que la lonsdaleita consistía en un diamante hexagonal puro, lo que la distinguía del diamante cúbico clásico. Sin embargo, el equipo descubrió que, de hecho, se compone de diamantes nanoestructurados y crecimientos similares al grafeno (donde dos minerales en un cristal crecen juntos) llamados diafitas. El equipo también identificó fallas de apilamiento, o "errores" en las secuencias de patrones repetitivos de capas de átomos.

El autor principal, el Dr. Péter Németh (Instituto de Investigaciones Geológicas y Geoquímicas, RCAES) dijo:"A través del reconocimiento de los diversos tipos de intercrecimiento entre el grafeno y las estructuras de diamante, podemos acercarnos a comprender las condiciones de presión y temperatura que ocurren durante los impactos de asteroides. "

El equipo descubrió que la distancia entre las capas de grafeno es inusual debido a los entornos únicos de átomos de carbono que se producen en la interfaz entre el diamante y el grafeno. También demostraron que la estructura diafita es responsable de una característica espectroscópica no explicada previamente.

El coautor del estudio, el profesor Chris Howard (UCL Physics &Astronomy) dijo:"Esto es muy emocionante ya que ahora podemos detectar estructuras de diafitas en diamantes utilizando una técnica espectroscópica simple sin la necesidad de una costosa y laboriosa microscopía electrónica".

Según los científicos, las unidades estructurales y la complejidad reportadas en las muestras de lonsdaleita pueden ocurrir en una amplia gama de otros materiales carbonosos producidos por choque y compresión estática o por deposición de la fase de vapor.

El coautor del estudio, el profesor Christoph Salzmann (Química de UCL), dijo:"A través del crecimiento controlado de capas de estructuras, debería ser posible diseñar materiales que sean ultraduros y también dúctiles, así como que tengan propiedades electrónicas ajustables de un conductor a un aislante.

"Por lo tanto, el descubrimiento ha abierto la puerta a nuevos materiales de carbono con interesantes propiedades mecánicas y electrónicas que pueden dar lugar a nuevas aplicaciones que van desde los abrasivos y la electrónica hasta la nanomedicina y la tecnología láser".

Además de llamar la atención sobre las propiedades mecánicas y electrónicas excepcionales de las estructuras de carbono informadas, los científicos también cuestionan la visión estructural simplista actual del mineral denominado lonsdaleita.

Los investigadores también agradecen al difunto coautor, el profesor Paul McMillan, quien fue presidente de Química Sir William Ramsay en la UCL, por reunir al equipo, su entusiasmo incansable por este trabajo y sus contribuciones duraderas al campo de la investigación de diamantes. + Explora más

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