Struttura cristallina dell'H-carbonio(a), supercella di grafite accatastata AB iniziale per H-carbonio (b) e vista laterale contenente cinque e sette anelli di carbonio di H-carbonio (c). Struttura cristallina di S-carbonio (d), supercella di grafite accatastata AB iniziale per Scarbon (e) e vista laterale contenente cinque e sette anelli di carbonio di S-carbon (f). Immagine da arXiv:1203.5509v1
(PhysOrg.com) -- I ricercatori in Cina hanno utilizzato calcoli matematici per prevedere che sotto compressione a freddo, possono formarsi due nuovi allotropi di carbonio. Nel loro articolo pre-pubblicato su arXiv , il team descrive come i due nuovi allotropi avrebbero un fattore di durezza da qualche parte tra la grafite e il diamante.
Un allotropo è una sostanza che è essenzialmente uguale a un'altra, con solo piccole differenze nella struttura. Così, sia la grafite che i diamanti sono allotropi del carbonio. Nella loro carta, il gruppo di ricerca mostra, tramite calcoli matematici, che sottoponendo un allotropo di grafite a vari gradi sia di freddo che di alta pressione, comporterebbe piccole modifiche alla struttura, risultando in due nuovi allotropi di carbonio.
Prima di questo lavoro, altri ricercatori hanno teorizzato che l'applicazione di una pressione a temperatura ambiente (più di 10 GigaPascal) alla grafite comporterebbe anche cambiamenti strutturali, creando nuovi allotropi (M10-carbonio, monoclino M-carbonio, carbonio W ortorombica o carbonio C4 a centro del corpo cubico) anche se finora non è chiaro se tali modifiche rimarrebbero in vigore dopo che la pressione è stata rimossa.
I nuovi allotropi che teoricamente sarebbero prodotti esercitando pressione in condizioni di freddo, che il team ha chiamato H-carbon e S-carbon, sarebbe anche apparentemente più stabile degli allotropi prodotti senza il freddo, e ancora più stabile, dicono, rispetto alla grafite sotto pressione, il che significa che sarebbe più probabile che sopravvivano nel loro stato compresso dopo essere stati riportati a condizioni normali.
Utilizzando modelli matematici per prevedere la creazione di nuovi allotropi di carbonio, i ricercatori aprono la strada a esperimenti nel mondo reale per scoprire se i nuovi materiali sarebbero davvero esistiti, e se così fosse, a quale scopo potrebbero essere utilizzati. I nuovi allotropi del carbonio avrebbero proprietà ottiche diverse, come il loro grado di trasparenza, per esempio o quanto bene riflettono la luce, rispetto agli allotropi già ben conosciuti che vengono già utilizzati nelle applicazioni del mondo reale, . Tali proprietà in nuovi allotropi, se possono essere fatti persistere in condizioni ragionevoli, potrebbe portare a prodotti nuovi e migliori.
Ma prima che i ricercatori inizino a provare a produrre questi nuovi allotropi, sarà necessario fare più lavoro teorico per vedere se ce ne sono altri là fuori che aspettano ancora di essere scoperti.
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