Los diamantes pueden ser el material natural más fuerte conocido, pero los investigadores acaban de crear una dura competencia.
Al disparar un disco de grafito del tamaño de una moneda de diez centavos a una pared a 15.000 mph (24.100 km / h), los científicos crearon momentáneamente un diamante hexagonal que es más rígido y más fuerte que el tipo cúbico natural.
Los diamantes hexagonales, también conocidos como diamantes Lonsdaleita, son un tipo especial de diamante con carbón átomos dispuestas en un patrón hexagonal. Formado cuando el grafito se expone a calor y estrés extremos, como en los sitios de impacto de meteoritos, se ha teorizado durante mucho tiempo que el material raro es más fuerte que los diamantes cúbicos normales.
Sin embargo, debido a que los diamantes hexagonales que se encuentran en los cráteres de impacto contienen demasiadas impurezas, los científicos nunca han medido con precisión sus propiedades.
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Ahora, los investigadores no solo han forjado los diamantes hexagonales, sino que también han medido su rigidez (la capacidad de resistir los cambios de forma cuando se aplastan o estiran) con una combinación de ondas sonoras y luz láser.
«El diamante es un material verdaderamente único», dijo la coautora del estudio Yogendra Gupta, directora del Instituto de Física del Choque de la Universidad Estatal de Washington. dijo en un comunicado. «No solo es el más fuerte, tiene hermosas propiedades ópticas y una conductividad térmica muy alta. Ahora hemos creado la forma hexagonal del diamante, producida durante los experimentos de compresión por impacto, que es significativamente más rígida y resistente que los diamantes de gema normales».
Los diamantes cúbicos generalmente se forman a más de 90 millas (150 kilómetros) por debajo de la superficie de la tierra, bajo presiones extremas muchas veces mayores que las aplastantes profundidades del océano profundo y temperaturas superiores a los 2.732 grados Fahrenheit (1.500 grados Celsius). Pero para formar diamantes hexagonales, los investigadores emularon el impacto de alta energía de un meteorito, utilizando pólvora y aire comprimido para lanzar los discos de grafito a velocidades vertiginosas. Cuando los discos golpearon una pared, las ondas de choque del impacto rápidamente los convirtieron en diamantes hexagonales.
Para medir la fuerza y la rigidez de los diamantes en la fracción de segundo antes de que los minerales se rompieran en pedazos, los investigadores emitieron una onda de sonido y midieron qué tan rápido viajaba a través de los diamantes hexagonales con un láser. (Las ondas sonoras hacen que la densidad del diamante fluctúe a medida que se mueve, lo que afecta la longitud de la trayectoria del rayo láser). Cuanto más rígido es un material, más rápido se mueve el sonido a través de él.
Es difícil saber si los diamantes hexagonales son más duros que el diamante promedio. La dureza es una medida de lo difícil que es rayar la superficie de un material, y los diamantes hexagonales no existieron el tiempo suficiente para que los científicos pudieran rayarlos.
En este momento, los científicos no han encontrado una manera de crear diamantes hexagonales de mayor duración en el laboratorio, pero si se descubre un método, los investigadores anticipan una variedad de usos para ellos, desde los consejos de punta más efectivos hasta el compromiso más efectivo. anillos procesados.
«Si algún día pudiéramos producirlos y pulirlos, creo que tendrían más demanda que los diamantes cúbicos», dijo Gupta. «Si alguien te dijera:» Mira, te daré la opción de dos diamantes: uno es mucho más raro que el otro «¿Cuál elegirías?
Los investigadores publicaron sus hallazgos el 31 de marzo en la revista Journal. Revisión física B.
Publicado originalmente en Live Science.
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