NUOVO MATERIALE SUPERIORE: duro come il diamante, ma più versatile

A partire dalle: 16:30| Tempo di lettura: 3 minuti

FI diamanti brillanti affascinano molte persone e rappresentano ricchezza ed eternità come nessun’altra pietra preziosa. Chi regala un diamante a Natale vuole che gli venga promesso amore eterno.

Meno romantico è l’uso di questi cristalli costituiti da atomi di carbonio nella tecnologia e nella scienza. Per le sue speciali proprietà meccaniche, termiche e ottiche, il diamante è un materiale ricercato.

A causa della sua estrema durezza, i diamanti vengono utilizzati, ad esempio, come abrasivi o per rivestire le punte. Tuttavia, per queste applicazioni vengono utilizzati diamanti prodotti sinteticamente, che non sono adatti come pietre da gioielleria, ma sono molto più economici dei diamanti naturali.

Nel 1989, gli scienziati predissero sulla rivista Science l’esistenza di un composto di carbonio e azoto con la composizione C₃N₄ Può superare la durezza del diamante. Scienziati di Università di Bayreuth E il Università di Edimburgo Ora è riuscito a produrre nitruro di carbonio e a misurarne le proprietà fisiche. Nella rivista Advanced Materials hanno riferito che questo materiale è in realtà duro come il diamante.

Applicazioni in elettronica e ottica

I ricercatori hanno rilevato diversi precursori di carbonio-azoto a pressioni elevate comprese tra 70 e 135 gigapascal (GPa) nelle celle a incudine di diamante. Per fare un confronto: 100 GPa equivalgono a un milione di volte la pressione atmosferica. Inoltre, il materiale è stato riscaldato a oltre 1700 gradi Celsius.

Questa svolta promette progressi tecnologici dall’elettronica all’ottica. Il nitruro di carbonio non è solo duro e trasparente come il diamante. È anche un semiconduttore e quindi adatto alla costruzione di microchip e sensori. Sono luminosi e piezoelettrici, nel senso che rispondono alla pressione generando una tensione elettrica.

Ha le cosiddette proprietà ottiche non lineari, che lo rendono interessante per varie applicazioni nel campo dei laser e della tecnologia quantistica. In questo contesto, “non lineare” significa che l’indice di rifrazione, assorbimento e riflessione può essere indipendente dalla forza ottica.

Funzionalità su misura

“Si prevede che i nitruri di carbonio abbiano molte funzionalità eccezionali oltre alle loro proprietà meccaniche e abbiano il potenziale per essere materiali tecnici della stessa classe del diamante. Tuttavia, a differenza del diamante, possono essere arricchiti più facilmente con altri atomi, il che è sempre un problema nell’elettronica dei diamanti.”, ha commentato la professoressa Natalia Dobrovinskaya dell’Università di Harvard. Laboratorio di cristallografia presso l’Università di Bayreuth, autore principale del documento di ricerca.

Arricchendo (“Un regalo“) Con materiali esotici, le proprietà fisiche del nitruro di carbonio semiconduttore possono essere modificate e ottimizzate specificamente per l’applicazione tecnica in questione. Quindi possiamo dire che il nuovo materiale può fare tutto ciò che può fare il diamante, e anche di più. Gli scienziati di Bayreuth si aspettano il nitruro di carbonio avere una vasta gamma di potenziali usi nella tecnologia energetica, ambientale e aerospaziale.

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Tuttavia, la quantità di nuovo materiale probabilmente non verrà misurata in carati. In origine, il peso di un seme di carruba essiccato veniva descritto come un carato. Questa unità veniva utilizzata nel Medioevo per descrivere tre chicchi di orzo o quattro chicchi di grano.

Oggi un carato equivale a 0,2 grammi e puoi anche misurare un diamante utilizzando questa unità di misura quotidiana. Ma è chiaro che il termine carato brilla tanto quanto le pietre di cui descrive il peso. Chi vuole comprare diamanti come formaggio o salsicce al grammo?

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