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Articulo de referencia

Nanobarra de diamante agregada

Agregados de nanodiamantes naturales de la estructura de impacto de Popigai , Siberia, Rusia. [ 1 ] Estructura interna de los nanodiamantes de Popigai. [ 1 ] Estructura interna ...

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Agregados de nanodiamantes naturales de la estructura de impacto de Popigai , Siberia, Rusia. [ 1 ]
Estructura interna de los nanodiamantes de Popigai. [ 1 ]
Estructura interna de los nanodiamantes sintéticos. [ 1 ]

Las nanobarras de diamante agregadas , o ADNR , son una forma nanocristalina de diamante , también conocida como nanodiamante o hiperdiamante .

Descubrimiento

El nanodiamante o hiperdiamante fue producido por compresión de grafito en 2003 por un grupo de investigadores en Japón y en el mismo trabajo, publicado en Nature , se demostró que era mucho más duro que el diamante masivo. [ 2 ] Posteriormente, también se produjo por compresión de fullereno y se confirmó que era el material conocido más duro y menos compresible, con un módulo de compresibilidad isotérmico de 491 gigapascales (GPa), mientras que un diamante convencional tiene un módulo de 442–446 GPa; estos resultados se infirieron a partir de datos de difracción de rayos X , que también indicaron que los ADNR son un 0,3 % más densos que el diamante regular. [ 3 ] El mismo grupo describió posteriormente los ADNR como "con una dureza y un módulo de Young comparables a los del diamante natural, pero con una 'resistencia al desgaste superior'". [ 4 ]

Dureza

Una superficie <111> (normal a la diagonal más grande de un cubo) de diamante puro tiene un valor de dureza de 167±6 GPa cuando se raya con una punta de nanodiamante, mientras que la muestra de nanodiamante en sí tiene un valor de 310 GPa cuando se prueba con una punta de nanodiamante. Sin embargo, la prueba solo funciona correctamente con una punta hecha de un material más duro que la muestra que se está probando debido al agrietamiento. Esto significa que el valor real para el nanodiamante es probablemente inferior a 310 GPa. [ 5 ] Debido a su dureza, un hiperdiamante podría posiblemente superar 10 en la escala de Mohs de dureza mineral .

Propiedades químicas

El nanodiamante comienza a oxidarse a aproximadamente 750 K (890 °F; 477 °C) , que es inferior a la temperatura de inicio de la oxidación del diamante natural. [ 6 ] : fig. 4c   

Síntesis

Los ADNR (hiperdiamantes/nanodiamantes) se producen comprimiendo polvo de fullerita —una forma sólida de fullereno de carbono alotrópico— mediante dos métodos similares. Uno utiliza una celda de yunque de diamante y aplica una presión de ~37 GPa sin calentar la celda. [ 7 ] En otro método, la fullerita se comprime a presiones más bajas (2–20 GPa) y luego se calienta a una temperatura en el rango de 300 a 2500 K (27 a 2227 °C) . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] La extrema dureza de lo que ahora parece probable que fueran nanodiamantes fue reportada por investigadores en la década de 1990. [ 5 ] [ 7 ] El material es una serie de nanobarras de diamante interconectadas, con diámetros de entre 5 y 20 nanómetros y longitudes de alrededor de 1 micrómetro cada una.  

También se forman en la naturaleza agregados de nanodiamantes de aproximadamente 1  mm de tamaño, a partir de grafito tras el impacto de meteoritos, como el de la estructura de impacto de Popigai en Siberia, Rusia. [ 1 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 Ohfuji, Hiroaki; Irifune, Tetsuo; Litasov, Konstantin D.; Yamashita, Tomoharu; Isobe, Futoshi; Afanasiev, Valentin P.; Pokhilenko, Nikolai P. (2015). "Aparición natural de diamante nanopolicristalino puro de un cráter de impacto" . Scientific Reports . 5 14702. Bibcode : 2015NatSR...514702O . doi : 10.1038/srep14702 . PMC 4589680. PMID 26424384 .  
  2. ^ Irifune, Tetsuo; Kurio, Ayako; Sakamoto, Shizue; Inoue, Toru; Sumiya, Hitoshi (2003). "Materiales: Diamante policristalino ultraduro de grafito". Naturaleza . 421 (6923): 599– 600. Bibcode : 2003Natur.421..599I . doi : 10.1038/421599b . PMID 12571587 . S2CID 52856300 .  
  3. ↑ Dubrovinskaia, Natalia; Dubrovinsky, Leonid; Crichton, Wilson; Langenhorst, Falko; Richter, Asta (2005). "Nanobarras de diamante agregadas, la forma más densa y menos compresible del carbono" . Applied Physics Letters . 87 (8): 083106. Bibcode : 2005ApPhL..87h3106D . doi : 10.1063/1.2034101 .
  4. ↑ Dubrovinskaia, Natalia; Dub, Sergey; Dubrovinsky, Leonid (2006). "Resistencia superior al desgaste de nanobarras de diamante agregadas". Nano Letters . 6 (4): 824– 6. Bibcode : 2006NanoL...6..824D . doi : 10.1021/nl0602084 . PMID 16608291 . 
  5. 1 2 Blank, V (1998). "Fases ultraduras y superduras de fullerita C 60 : comparación con diamante en dureza y desgaste" (PDF) . Diamond and Related Materials . 7 ( 2–5 ): 427–431 . Bibcode : 1998DRM.....7..427B . CiteSeerX 10.1.1.520.7265 . doi : 10.1016/S0925-9635(97)00232-X . Archivado del original (PDF) el 21-07-2011. 
  6. ^ Lai, Shoulong; Yang, Xigui; Shi, Jiuyang; Liu, Shijie; Guo, Ying; Yan, Longbin; Zang, Jinhao; Zhang, Zhuangfei; Jia, Qiuhan; Sol, Jian; Cheng, Shaobo; Shan, Chongxin (4 de marzo de 2026). "Diamante hexagonal a granel". Naturaleza . doi : 10.1038/s41586-026-10212-4 .
  7. 1 2 Blank, V; Popov, M; Buga, S; Davydov, V; Denisov, V; Ivlev, A; Marvin, B; Agafonov, V; et al. (1994). "¿Es el fullerito C 60 más duro que el diamante?". Physics Letters A . 188 (3): 281. Bibcode : 1994PhLA..188..281B . doi : 10.1016/0375-9601(94)90451-0 . 
  8. ↑ Kozlov, M (1995). "Forma superdura de carbono obtenida a partir de C 60 a presión moderada". Synthetic Metals . 70 ( 1– 3): 1411– 1412. doi : 10.1016/0379-6779(94)02900-J .
  9. ↑ Blank, V (1995). "Fases de carbono ultraduras y superduras producidas a partir de C 60 por calentamiento a alta presión: estudios estructurales y Raman". Physics Letters A . 205 ( 2– 3): 208– 216. Bibcode : 1995PhLA..205..208B . doi : 10.1016/0375-9601(95)00564-J .
  10. ↑ Szwarc, H; Davydov, V; Plotianskaya, S; Kashevarova, L; Agafonov, V; Ceolin, R (1996). "Modificaciones químicas del C bajo la influencia de la presión y la temperatura: del C cúbico al diamante". Synthetic Metals . 77 ( 1– 3): 265– 272. doi : 10.1016/0379-6779(96)80100-7 .
  11. ↑ Blank, V (1996). "Transformaciones de fase en C 60 sólido bajo tratamiento a alta presión y alta temperatura y la estructura de fullerenos polimerizados 3D". Physics Letters A . 220 ( 1– 3): 149– 157. Bibcode : 1996PhLA..220..149B . doi : 10.1016/0375-9601(96)00483-5 .
  • La invención de nanobarras de diamante agregadas en Physorg.com
  • Jeandron, Michelle (26 de agosto de 2005). "Los diamantes no son para siempre" . Physics World . Archivado del original el 4 de marzo de 2009. Consultado el 7 de agosto de 2009 .