Un teorico, Un team di ricerca internazionale ha scoperto una forma tridimensionale (3D) di carbonio che è metallico a temperatura e pressione ambiente.

Le scoperte, che può far avanzare in modo significativo la scienza del carbonio, sono pubblicati online questa settimana nella Early Edition del Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

La scienza del carbonio è un campo di intensa ricerca. Non solo il carbonio costituisce la base chimica della vita, ma ha una chimica e una fisica ricche, rendendolo un obiettivo di interesse per gli scienziati dei materiali. Dalla grafite al diamante ai fullereni di Buckminster, nanotubi e grafene, il carbonio può essere visualizzato in una gamma di strutture.

Ma la ricerca di una forma tridimensionale stabile di carbonio che sia metallica in condizioni ambientali, compresa la temperatura e la pressione, è rimasta una sfida continua per gli scienziati del settore.

Ricercatori dell'Università di Pechino, La Virginia Commonwealth University e l'Istituto di fisica tecnica di Shanghai hanno utilizzato metodi teorici all'avanguardia per dimostrare che è possibile manipolare il carbonio per formare una fase metallica tridimensionale con esagoni interconnessi.

"L'incastro degli esagoni fornisce due caratteristiche uniche:la disposizione esagonale introduce il carattere metallico, e la forma ad incastro con legame tetraedrico garantisce stabilità, ", ha affermato il co-investigatore Puru Jena, dottorato di ricerca, illustre professore di fisica nel VCU College of Humanities and Sciences.

La giusta combinazione di queste proprietà potrebbe un giorno essere applicata a una varietà di tecnologie.

"A differenza delle tecniche ad alta pressione che richiedono tre terapascal di pressione per rendere metallico il carbonio, le strutture studiate sono stabili alle condizioni ambientali e possono essere sintetizzate utilizzando molecole di benzene o poliaceni, " ha detto il co-investigatore capo Qian Wang, dottorato di ricerca, che ricopre una posizione di professore all'Università di Pechino e una posizione di docente a contratto alla VCU.

"Le nuove strutture metalliche in carbonio possono avere importanti applicazioni nei metalli leggeri per applicazioni spaziali, catalisi e in dispositivi che mostrano resistenza differenziale negativa o superconduttività, "Ha detto Wang.

Secondo Jena, il team è ancora all'inizio del suo processo di scoperta, ma spero che questi risultati possano spostare il lavoro dalla teoria alla fase sperimentale.

Lo studio è intitolato, "Carbonio metallico tridimensionale:fasi stabili con esagoni ad incastro".