Este material de carbono y nitrógeno es casi tan duro como el diamante

Aunque el nitruro de carbono es casi tan duro como el diamante, su diminuto tamaño de 5 micrómetros de diámetro y 3 micrómetros de altura lo hace comparable a una partícula de polvo cósmico. Imagina tener en tus manos la dureza de un diamante, pero a escala microscópica. La ciencia a veces nos lleva a descubrir maravillas en las dimensiones más pequeñas.

La fabricación del nitruro de carbono, el segundo material más duro del mundo, requirió una presión 700 000 veces mayor que la atmosférica y una temperatura de 3000 grados Celsius. ¡Un proceso extremo para un material extremadamente resistente!

El nuevo material es más duro que todos los demás, excepto el diamante. Los científicos llevaban décadas queriendo fabricar este material, y ahora por fin lo han conseguido. La producción requirió un calor y una presión inmensos. El material puede utilizarse en herramientas de corte, en sensores e incluso como explosivo.

Un largo camino

En 1989, los investigadores descubrieron que cierta combinación de carbono y nitrógeno debería ser aún más robusta que el diamante, el material más duro que conocemos. Pero hasta ahora, todos los intentos de fabricarlo han sido en vano. El científico de materiales Dominique Laniel, de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido), y sus colegas han cambiado la situación. Han creado piezas diminutas del material nitruro de carbono. Para ello, comprimieron carbono y nitrógeno entre dos puntas de diamante a 700 000 veces la presión atmosférica. También calentaron el material a 3000 grados centígrados mediante láser. Describieron su método en la revista científica Advanced Materials.

El diamante tiene una dureza de unos 90 gigapascales (GPa). El material que hasta hace poco ocupaba el segundo lugar, el nitruro de boro cúbico, marca entre 50 y 55 GPa. Laniel afirma que el nuevo material alcanza entre 78 y 86 GPa, dependiendo de cuál de las tres posibles estructuras cristalinas surja.

Esto refuta la idea de 1989 de que el material sería más duro que el diamante. Parece que ningún material puede superar al diamante. “Hay una gran diferencia entre el diamante y el segundo mejor material. Estamos empezando a cerrar esa brecha”, afirma Laniel.

Abierto a sugerencias

Hasta ahora, su equipo llama al material “nitruro de carbono”, a pesar de que existen otros materiales compuestos por estos dos elementos que son bastante diferentes. Pero si el nombre reflejara con más exactitud la composición química, sería “un trabalenguas”, piensan los investigadores. Por eso están abiertos a sugerencias.

Las piezas de nitruro de carbono fabricadas tienen solo 5 micrómetros de diámetro y 3 micrómetros de altura. Aumentar la producción podría resultar difícil. Se podrían hacer piezas más grandes utilizando diamantes más grandes para comprimir el material entre ellos, pero entonces la presión tendría que aumentar aún más.

Por ello, la producción de nitruro de carbono podría resultar más cara que la de diamante. Pero Laniel dice que el material también tiene ventajas sobre el diamante. Por ejemplo, puede emitir una señal eléctrica bajo presión. Eso lo hace útil para aplicaciones en sensores.

Además, el material tiene una alta densidad energética. Eso significa que puede formar un potente explosivo. Además, como explosivo, sería menos tóxico para el medio ambiente que las alternativas actuales, dijo Laniel.

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