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Ciencia de los
Materiales
Grafito tan Duro Como el Diamante
2 de Diciembre de 2003.
 Los
investigadores del Argonne National Laboratory han utilizado la Advanced
Photon Source (APS), una fuente de fotones de alta potencia, para
observar cómo un material “blando” (el grafito de la mina de los
lápices), se convierte en otro completamente nuevo y súper-duro,
parecido al diamante.
No es lo mismo que convertir plomo en oro, el viejo sueño del
alquimista, pero sin duda es un importante avance en nuestro dominio y
comprensión de la materia.
Utilizando los rayos-X producidos por la APS, los científicos
descubrieron que, bajo presión extrema, el grafito, uno de los
materiales más blandos, se hace tan duro como el diamante. Pero lo más
interesante quizá sea que el nuevo material es capaz de retornar a su
anterior estado blando.
Los trabajos fueron liderados por Wendy Mao, de la University of
Chicago. Los científicos explican que el grafito está hecho de capas de
átomos de carbono apenas unidos entre sí, muy espaciadas las unas de las
otras. Gracias a ello, nuestro lápiz puede dejar una marca sobre el
papel cuando lo deslizamos sobre él. Los átomos del diamante, que
también son de carbono, están en cambio muy firmemente unidos entre sí,
proporcionando a este material su extrema dureza.
Estos enlaces tan ajustados son difíciles de conseguir. En la Tierra, el
diamante se produce debido a la aplicación de grandes presiones y altas
temperaturas a lo largo de escalas de tiempo geológicas. Aún quedan
muchos secretos por descubrir sobre cómo se comporta el carbono bajo
altas presiones. Los estudios de Mao y sus colegas buscan precisamente
arrojar nueva luz sobre cómo se forman los enlaces en los diamantes.
Para ello utilizaron unas instalaciones especializadas en crear
presiones extremas, de hasta 17 gigapascales, ó 170.000 veces la presión
atmosférica al nivel del mar. Estas presiones las podemos encontrar a
unos 500 km por debajo de la superficie terrestre.
Los científicos situaron una muestra de grafito entre dos “yunques” de
diamante, y aplicaron presión para averiguar cómo se comportaba. Los
rayos-X de la APS sirvieron para observar lo que ocurría. Así,
descubrieron que, incluso a temperatura ambiente, el grafito
experimentaba una sorprendente transformación. La mitad de los débiles
enlaces existentes entre las capas de grafito se convirtieron en enlaces
parecidos a los que poseen los diamantes. El grafito se hizo tan duro
que, de hecho, rompió el yunque de diamante. Además, se convirtió en
ópticamente transparente y en un aislante súper-fuerte, como ocurre con
los diamantes. Pero, a diferencia de los diamantes naturales, que
mantienen su estructura, cuando se eliminó la presión, el grafito del
experimento volvió a su estado original blando.
Información adicional en:
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