domingo, 19 de abril de 2009

¿Algo más duro que el diamante?

Diamante

cristal de boro
La química es interesante y sobre todo cuando desarrolla nuevos compuestos y materiales , más interesante es cuando comienza a investigar en los materiales como los cristales y en nuevas formas de producirlos .

Los alumnos chilenos a nivel de cuarto año medio en los planes diferenciados en la modalidad físico-matemático , deben estudiar materias referentes al estado sólido y rendir al final de la unidad un exámen donde deben demostrar la formación de un cristal, perfectamente definido y ojalá de buen tamaño , esto es fascinante para ellos desde la obtención del cristal semilla hasta el sembrado del cristal, y su posterior crecimiento y resulta una forma muy lúdica de disciplinarlos en la parte empírica , dado que este proceso delata en mejor forma cuando ellos no han cumplido con las etapas previas o no han sido rigurosos o cuidadosos en los procesos intermedios , ya que el cristal manifiesta como ningún otro cuando se ha improvisado o se ha hecho todo a la rápida, o a una temperatura poco adecuada, o a una concentración distinta ...porque el cristal tiene memoria de crecimiento , y no se forma armónicamente cuando se ha cometido un error , o simplemente después de que ha tomado meses en crecer un solo error lo hace desaparecer y deben empezar todo de nuevo.

Los más hermosos son los cristales iónicos y estos necesitan de que exista una carga positiva y otra negativa , o sea necesita de dos elementos para formarlos .

Pero ahora el desarrollo de nuevos compuestos y materiales es sorprendente ya que por primera vez se ha obtenido el caso de un cristal iónico formado solo por un elemento químico , y es el Boro . El reportaje completo está en la revista NATURE y ha sido desarrollado por un equipo de investigadores de varias universidades estadounidenses y europeas.

Para lograrlo se tuvieron que emplear condiciones muy extremas ,como altas temperaturas y presiones superiores a 100.000 atmósferas.

¿Pero cómo puede ser un cristal iónico si para eso necesitamos dos cargas diferentes y hablamos de un solo elemento?

Esto consigue mediante una nueva estructura que incorpora dos tipos de nanoclusters muy diferentes, con propiedades electrónicas diferentes y de nuevo gracias a la Nanotecnología . Las electronegatividades de estos clusters son distintas y se provoca la redistribución y la aparición de un carácter iónico parcial en la estructura base.

Entre las cosas sorprendentes está el Ionsdaleite una sustancia natural más dura que el diamante ,descubierta por Zicheng Pan un científico de la Universidad de Shangai, quien ha realizado varias pruebas de tensión que determinan los datos y quien descubrió que estos materiales los "lonsdaleites " se forman cuando los meteoritos que tienen grafito golpean la Tierra , y como los lonsdaleites estan constituidos por átomos de carbono , al igual que los diamantes son 58 % más duros que ellos , esto es lo que asegura este equipo que lo ha publicado en la revista "New Scientist" , incluyo enlace para los que deseen estudiarlos.

http://www.sciencedaily.com-Hight Pressure Yields Novel Single-element boron

Otro material más duro que el diamante (un 18% mas duro) es el Nitruro de boro quien ha resultado ser mejor que el Ionsdaleite y el diamante juntos dado su particularidad de no reaccionar con el oxígeno a alta temperatura

¿Cuál es la utilidad? Piense ....los diamantes se usan para colocarlos en las puntas de herramientas de corte , pero su desventaja es que reaccionan con el oxígeno a temperaturas en que las brocas están muy calientes, pero el Nitruro de Boro es estable a altas temperaturas por lo tanto solo imagine todo lo que se podrá perforar

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