Un equipo internacional de investigadores descubrió que los cristales de carbono formados durante una onda de choque de alta energía, procedente de la colisión de un asteroide hace unos 50.000 años, tienen propiedades únicas y excepcionales causadas por las altas temperaturas y la presión extrema de corta duración.
Los investigadores afirman que estas estructuras pueden destinarse a aplicaciones mecánicas y electrónicas avanzadas, lo que permitiría diseñar materiales no sólo ultraduros, sino también maleables y con propiedades ajustables.
Para el estudio, los científicos examinaron el mineral de carbono lonsdaleita encontrado en los fragmentos del meteorito Canyon Diablo. Este meteorito de hierro chocó contra la Tierra hace unos 50.000 años, formando el Cráter del Meteorito en el desierto de Arizona.
La lonsdaleita, que lleva el nombre de la pionera cristalógrafa británica Dame Kathleen Lonsdale, la primera mujer profesora del University College de Londres; se creía anteriormente que estaba formada por diamante hexagonal puro, en el que los átomos de carbono están dispuestos en un patrón hexagonal, siendo algo que lo distingue del diamante cúbico clásico. Sin embargo, el equipo descubrió que en realidad está compuesta por diamante nanoestructurado y grafeno, una capa cristalina bidimensional de átomos de carbono.
El equipo también identificó fallos de apilamiento, o "errores" en las secuencias de los patrones de repetición de las capas de átomos.
El descubrimiento ayudó a comprender lo que ocurre cuando un meteorito choca con la Tierra. "Gracias al reconocimiento de los distintos tipos de intercrecimiento entre las estructuras de grafeno y diamante, podemos acercarnos a la comprensión de las condiciones de presión y temperatura que se dan durante los impactos de asteroides", afirmó el autor principal, el Dr. Péter Németh.
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Según los científicos, la complejidad estructural observada en las muestras podría servir de modelo para nuevos materiales.
"Mediante el crecimiento controlado de las capas de las estructuras, debería ser posible diseñar materiales que sean ultraduros y también dúctiles, así como que tengan propiedades electrónicas ajustables desde conductoras hasta aislantes".
Por tanto, el descubrimiento ha abierto la puerta a nuevos materiales de carbono con interesantes propiedades mecánicas y electrónicas que "pueden dar lugar a nuevas aplicaciones que van desde los abrasivos y la electrónica hasta la nanomedicina y la tecnología láser", explicó el profesor Christoph Salzmann, coautor del estudio.
El artículo "Shock-formed carbon materials with intergrown sp3- and sp2-bonded nanostructured units" se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). Materiales proporcionados por el University College London.
