Este material creado a partir de carbono, tiene además propiedades semi-conductoras y de absorción de luz, similares y comparables al silicio que se usa en las células fotovoltáicas actuales.
La investigación ha sido publicada recientemente en la revista National Science Review, y fue llevada a cabo en conjunto por investigadores de la Universidad de Yanshan, en China, y la colaboración de un grupo de investigadores de diversas partes del planeta, como Suecia, Estados Unidos, Alemania y Rusia.
Este nuevo compuesto conocido actualmente como AM-III, es el material amorfo más duro y resistente conocido en la actualidad, debido a las características que presenta posee la capacidad de rayar el diamante y equiparar su resistencia.
¿Cómo obtuvieron las características de este novedoso material?
El grupo de investigadores llevó a cabo diferentes pruebas utilizando para ello fullerenos (moléculas compuestas de carbono con forma de esfera).
Al no poseer una estructura de átomos ordenada y ser un material amorfo, es lo que le da sus singulares propiedades.
La estructura interna del AM-III combina patrones de átomos definidos en conjunto con otros “caóticos”, eso lo hace diferente al diamante, ya que este último tiene una estructura interna ordenada.
¿Pero qué es realmente el AM-lll?
“En sí, el material no es estrictamente un trozo de vidrio, sino un vidrio con cristales en su interior”, – mencionan los investigadores en el estudio.
Vista a través del microscopio, la estructura del novedoso material se observa ordenada al igual que los cristales convencionales, sin embargo, al retirar un poco la imagen se logra apreciar un desorden, similar según el equipo de investigación a “un montón de gusanos congelados en un plato”.
Es precisamente esta combinación de orden/desorden lo que hace posible que este material alcance los 113 gigapascales de dureza en la prueba de dureza Vickers.
Los investigadores llevaron a cabo diversas mediciones, registrando que los diamantes naturales alcanzaron una dureza de entre 62-56 gigapascales, y aquellos creados de manera artificial llegaron hasta los 103.
¿Cómo se llevó a cabo el procedimiento para obtener este material?
Con el objetivo de conseguir orden en las moléculas en una forma más eficaz y con propiedades como dureza, sin que limitara o anulara la semi-conductividad u otras propiedades, los investigadores inicialmente mezclaron y trituraron los fullerenos.
Posteriormente llevaron a cabo la aplicación de calor en forma gradual, durante un período aproximado de 12 horas, a una presión de alrededor de 25 gigapascales y 1.200 ºC, alternando períodos de enfriamiento de 12 horas, todo esto en una cámara especial.
Los científicos comprobaron que el AM-III, es además un semi–conductor con una brecha energética entre 1,5 – 2,2 electrovoltios, lo cual lo vuelve casi tan eficiente y similar al silicio, material utilizado comúnmente para la construcción de las placas solares actuales en el mercado.
Estás características hace posible que su aplicación sea en distintos ámbitos, como por ejemplo en este tipo de placas solares e Inclusive en otros aparatos fotoeléctricos que estén expuestos a condiciones extremas de temperatura y presión.
Para finalizar, el equipo de investigación señala:
“La aparición de este tipo de material de carbono AM-lll ultra-duro, ultra-resistente y semi-conductor ofrece excelentes opciones para las aplicaciones prácticas más exigentes y requiere una mayor exploración experimental y teórica de los compuestos de carbono AM”.
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