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Carbyne: il super materiale tre volte più duro del diamante

Derivato dal Carbonio, è più resistente della grafite e più duro del diamante

Nel corso della storia il Carbonio è stato studiato in lungo e in largo e sono state scoperte alcune sue forme particolarmente utili, dal semplice carbone, al diamante e alla grafite. Quest’ultima in particolare  sta carboniooffrendo molto al campo delle nanotecnologie, in quanto materiale più resistente al mondo, tanto che i suoi inventori vinsero il premio Nobel per la fisica nel 2010. 

Ma ora potrebbe essere soppiantato da un nuovo materiale, del quale in realtà si ipotizzava l'esistenza già nell'800. Stiamo parlando del carbyne, un nuovo materiale costituito anch’esso da atomi di carbonio, legati in un modo particolare.

Il carbyne è composto da una singola catena di atomi di carbonio collegati da legami atomici doppi - o singoli e tripli alternati - che lo rendono monodimensionale, a differenza del grafene, che è composto da fogli, quindi strutture bidimensionali, di singoli atomi di carbonio organizzati in esagoni regolari, o da nanotubi, fogli di grafene arrotolati su se stessi e quindi tridimensionali.

Le proprietà del carbyne sono state studiate dal fisico teorico Boris Yakobson, e dal suo gruppo di ricerca della Rice University. I risultati mostrano come la resistenza alla trazione sia due volte superiore a quella del grafene, mentre la durezza tre volte superiore a quella del diamante. Ha poi anche la capacità di legarsi a molecole laterali, proprietà che lo rende anche un candidato per lo stoccaggio di energia, dunque utilizzabile per realizzare accumulatori e batterie.

carbyneSe poi si aggiunge che è anche un materiale stabile a temperatura ambiente e che con una rotazione di 90 gradi delle sue estremità diventa un conduttore magnetico, ecco spiegato perchè possa essere considerato il materiale del futuro.

Il carbyne spunta fuori proprio quando il grafene che, seppur versatile, è risultato pericoloso per le membrane cellulari, riuscendo a perforarle facilmente.

L’unico problema di questo materiale è che sino a oggi gli scienziati non sono riusciti a produrne quantità significative. Finora infatti è stato osservato solo nello spazio, tra le polveri interstellari, e in quantità minuscole nella grafite compressa.

Se un giorno fosse possibile avviare un processo ad alta produzione le applicazioni sul campo sarebbero innumerevoli: potrebbe essere utilizzato nei sistemi nanomeccanici, nei dispositivi spintronici, come sensori, come materiali leggeri e resistenti da impiegare in ambito meccanico o nei sistemi di stoccaggio energetico.

 

 

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