Los cient\u00edficos han resuelto un enigma que lleva d\u00e9cadas y han desvelado una sustancia casi irrompible que podr\u00eda rivalizar con el diamante como el material m\u00e1s duro de la Tierra. La investigaci\u00f3n se publica en la revista Advanced Materials.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores descubrieron que cuando los precursores de carbono y nitr\u00f3geno se somet\u00edan a calor y presi\u00f3n extremos, los materiales resultantes, conocidos como nitruros de carbono, eran m\u00e1s resistentes que el nitruro de boro c\u00fabico, el segundo material m\u00e1s duro despu\u00e9s del diamante. Seg\u00fan los expertos, el avance abre las puertas al uso de materiales multifuncionales con fines industriales, incluidos revestimientos protectores para autom\u00f3viles y naves espaciales, herramientas de corte de alta resistencia, paneles solares y fotodetectores.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores de materiales han intentado desbloquear el potencial de los nitruros de carbono desde la d\u00e9cada de 1980, cuando los cient\u00edficos notaron por primera vez sus propiedades excepcionales, incluida una alta resistencia al calor. Sin embargo, despu\u00e9s de m\u00e1s de tres d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n y m\u00faltiples intentos de sintetizarlos, no se reportaron resultados cre\u00edbles.<\/p>\n\n\n\n
Ahora, un equipo internacional de cient\u00edficos, dirigido por investigadores del Centro de Ciencias en Condiciones Extremas de la Universidad de Edimburgo y expertos de la Universidad de Bayreuth, Alemania y la Universidad de Link\u00f6ping, Suecia, finalmente ha logrado un gran avance. El equipo someti\u00f3 varias formas de precursores de carbono y nitr\u00f3geno a presiones de entre 70 y 135 gigapascales (alrededor de 1 mill\u00f3n de veces nuestra presi\u00f3n atmosf\u00e9rica) mientras los calentaba a temperaturas de m\u00e1s de 1.500 \u00b0C.<\/p>\n\n\n\n
Para identificar la disposici\u00f3n at\u00f3mica de los compuestos en estas condiciones, las muestras fueron iluminadas por un intenso haz de rayos X en tres aceleradores de part\u00edculas: el Centro Europeo de Investigaci\u00f3n de Sincrotrones en Francia, el Deutsches Elektronen-Synchrotron en Alemania y la Fuente Avanzada de Fotones con sede en Estados Unidos.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores descubrieron que tres compuestos de nitruro de carbono ten\u00edan los componentes b\u00e1sicos necesarios para una superdureza. Sorprendentemente, los tres compuestos conservaron sus cualidades similares a las del diamante cuando regresaron a las condiciones de presi\u00f3n y temperatura ambiente.<\/p>\n\n\n\n
Otros c\u00e1lculos y experimentos sugieren que los nuevos materiales contienen propiedades adicionales que incluyen fotoluminiscencia y alta densidad de energ\u00eda, donde se puede almacenar una gran cantidad de energ\u00eda en una peque\u00f1a cantidad de masa. Los investigadores dicen que las aplicaciones potenciales de estos nitruros de carbono ultraincompresibles son enormes, lo que potencialmente los posiciona como materiales de ingenier\u00eda definitivos para rivalizar con los diamantes.<\/p>\n\n\n\n
“Tras el descubrimiento del primero de estos nuevos materiales de nitruro de carbono, est\u00e1bamos incr\u00e9dulos de haber producido materiales con los que los investigadores han estado so\u00f1ando durante las \u00faltimas tres d\u00e9cadas. Estos materiales proporcionan un fuerte incentivo para cerrar la brecha entre la s\u00edntesis de materiales de alta presi\u00f3n y las aplicaciones industriales”, dice el Dr. Dominique Laniel.<\/p>\n\n\n\n
“Estos materiales no s\u00f3lo destacan por su multifuncionalidad, sino que tambi\u00e9n demuestran que se pueden recuperar fases tecnol\u00f3gicamente relevantes a partir de una presi\u00f3n de s\u00edntesis equivalente a las condiciones que se encuentran a miles de kil\u00f3metros en el interior de la Tierra. Creemos firmemente que esta investigaci\u00f3n colaborativa abrir\u00e1 nuevas posibilidades para el campo”, afirma el Dr. Florian Trybel.<\/p>\n\n\n\n