Los científicos han encontrado una manera de hacer que el carbono sea muy duro y muy elástico calentándolo a alta presión. Este "carbón vítreo comprimido", desarrollado por investigadores en China y los EE. UU., también es liviano y potencialmente podría fabricarse en cantidades muy grandes. Esto significa que podría ser adecuado para varios tipos de aplicaciones, desde chalecos antibalas hasta nuevos tipos de dispositivos electrónicos.

El carbono es un elemento especial debido a la forma en que sus átomos pueden formar diferentes tipos de enlaces entre sí y así formar diferentes estructuras. Por ejemplo, Los átomos de carbono unidos completamente por enlaces "sp³" producen diamante, y aquellos unidos completamente por enlaces "sp²" producen grafito, que también se puede separar en capas individuales de átomos conocidas como grafeno. Otra forma de carbono, conocido como carbono vítreo, también está hecho de sp² y tiene propiedades tanto del grafito como de la cerámica.

Pero el nuevo carbono vítreo comprimido tiene una mezcla de enlaces sp³ y sp², que es lo que le confiere sus propiedades inusuales. Para hacer enlaces atómicos necesitas algo de energía adicional. Cuando los investigadores comprimieron varias hojas de grafeno a altas temperaturas, encontraron que ciertos átomos de carbono estaban exactamente en la posición correcta para formar enlaces sp³ entre las capas.

Al estudiar el nuevo material en detalle, encontraron que poco más de uno de cada cinco de todos sus enlaces eran sp³. Esto significa que la mayoría de los átomos todavía están dispuestos en una estructura similar al grafeno, pero los nuevos lazos hacen que parezca más grande, red interconectada y darle mayor solidez. Sobre la pequeña escala de láminas de grafeno individuales, los átomos están dispuestos de forma ordenada, patrón hexagonal. Pero a mayor escala, las sábanas están dispuestas de forma desordenada. Esto es probablemente lo que le confiere las propiedades combinadas de dureza y flexibilidad.

Los investigadores fabricaron el carbono vítreo comprimido utilizando un método relativamente simple que podía reproducirse a gran escala de forma fácil y económica. En lenguaje sencillo, utilizaron una especie de máquina prensa que aplica cargas de alta presión al carbón. Pero esto debe haber involucrado varios trucos para controlar la presión y la temperatura exactamente de la manera correcta. Este habría sido un proceso lento, pero aún así debería ser posible para otras personas replicar los resultados.

Nuevas sorpresas

Los materiales de carbono nos sorprenden continuamente, y el énfasis de la investigación ha sido encontrar o cocinar cosas entre sus formas naturales de diamante y grafito. Esta nueva forma es la última de lo que parecen formas ilimitadas en las que se pueden unir átomos de carbono, tras el descubrimiento del grafeno, nanotubos de carbono cilíndricos y moléculas esféricas de buckminsterfullereno.

Un material como este, que es fuerte, duro, ligero y flexible:tendrá una gran demanda y podría utilizarse para todo tipo de aplicaciones. Por ejemplo, Los usos militares podrían incluir escudos para aviones y helicópteros. En electrónica, ligero, Los materiales de fabricación económica con propiedades similares al silicio que también podrían tener nuevas capacidades podrían proporcionar una forma de superar las limitaciones de los microchips existentes.

El sueño es encontrar un material de carbono que pueda reemplazar al silicio por completo. Lo que se necesita es algo que permita que los electrones se muevan rápidamente a través de él y cuyos electrones puedan colocarse fácilmente en un estado excitado para representar las funciones de encendido y apagado de un transistor. Los investigadores detrás del carbono vítreo no han estudiado estas propiedades en el nuevo material, por lo que aún no sabemos qué tan adecuado podría ser. Pero puede que no pase tanto tiempo hasta que se encuentre otro de carbono. Hasta aquí, décadas de caza no han dado como resultado lo que necesitamos, pero tal vez solo tengamos que buscar en el fondo para encontrarlo.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.