REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Investigadores del Technological Institute for Superhard and Novel Carbon Materials de Troitsk, MIPT, MISiS y MSU han desarrollado nuevo método para sintetizar un material más duro que el diamante. Un artículo recientemente publicado en la revista Carbon describe en detalle un método que permite la síntesis de una fulerita ultradura, un polímero compuesto de fullerenos o moléculas esféricas hechas de átomos de carbono.

Los diamantes naturales tienen una dureza de casi 150 GPa, pero esta fulerita ultradura ha superado al diamante en la lista de materiales más duros con valores que van desde 150 a 300 GPa.

Todos los materiales que son más duros que el diamante se denominan materiales ultraduros. Los materiales más blandos que el diamante, pero más duros que el nitruro de boro se denominan superduros. El Nitruro de boro, con su enrejado cúbico, es casi tres veces más duro que el corindón.

Las Fulleritas son los materiales formados por fullerenos. A su vez, los fullerenos son moléculas de carbono en forma de esferas que consta de 60 átomos. El primer Fullereno fue sintetizado hace más de 20 años y su descubridor fue galardonado con un premio Nobel por ese trabajo. Las esferas de carbono dentro de fulerita pueden disponerse de diferentes maneras, y la dureza del material depende en gran medida de su interconexión. En la fulerita ultradura ha sido descubierta por investigadoresen del Technological Institute for Superhard and Novel Carbon Materials (FSBITISNCM). En él, 60 moléculas de carbono están conectadas entre sí mediante enlaces covalentes en todas las direcciones, un material que los científicos llaman polímero tridimensional.

Sin embargo, los métodos que proporciona la producción de este material prometedor a escala industrial, no están disponibles aún. Esta forma de carbono ultraduro es de gran interés para especialistas en el campo de los metales y otros materiales.

Lo que dificulta la síntesis de la fulerita en grandes cantidades es la alta presión necesaria para que se inicie la reacción. La formación del polímero tridimensional comienza a una presión de 13 GPa o 130.000 atm, pero los equipos actuales no pueden proporcionar dicha presión a gran escala.

Los científicos en el estudio actual han demostrado que añadir disulfuro de carbono (CS2 ) a la mezcla inicial de los reactivos se puede acelerar la síntesis fulerita. Esta sustancia se sintetiza a escala industrial, utilizándose actualmente en varias empresas y la tecnología para trabajar con él está bien desarrollada. Según los experimentos, el disulfuro de carbono es un producto final, pero aquí actúa como un acelerador. Usando CS2 , la formación del valioso material ultraduro llega a ser posible a presiones de 8GPa. Además, mientras que los esfuerzos anteriores para sintetizar fulerita a una presión de 13 GPa requería una temperatura de 1100ºK (más de 820 grados Celsius), en este caso ocurre a temperatura ambiente.