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Sviluppato un modo semplice per creare diamanti flessibili

04.03.2022

Dure come il diamante e flessibili come la plastica, le tanto ricercate nanofibre di diamante potrebbero rivoluzionare il nostro mondo, se non fossero così difficili da realizzare. Gli scienziati guidati da Samuel Dunning e Timothy Strobel di Carnegie hanno sviluppato una tecnica ingegnosa che prevede e dirige la creazione ordinata di nanofibre di diamante forti ma flessibili, superando una serie di problemi esistenti.

Questa innovazione renderà più facile per gli scienziati sintetizzare le nanofibre, un passo importante verso le future applicazioni del materiale.

Le nanofibre di diamante sono catene di carbonio unidimensionali ultrasottili, decine di migliaia di volte più sottili di un capello umano. Sono spesso creati stringendo insieme anelli di carbonio più piccoli, formando lo stesso tipo di legame che rende i diamanti il minerale più duro del nostro pianeta. Tuttavia, invece del reticolo di carbonio tridimensionale che si trova nel diamante normale, i bordi di questi filamenti sono "ricoperti" da legami carbonio-idrogeno, che rendono flessibile l'intera struttura.

Poiché le nanofibre hanno questi legami solo in una direzione, possono piegarsi e distendersi in un modo che i normali diamanti non possono. Gli scienziati prevedono che le proprietà uniche dei nanotubi di carbonio troveranno molte applicazioni utili, dalla creazione di impalcature fantascientifiche per ascensori spaziali alla creazione di tessuti ultra resistenti. Tuttavia, gli scienziati hanno avuto difficoltà a creare abbastanza naniti per testare i loro presunti superpoteri.

Il team di Dunning ha deciso che l'aggiunta di azoto all'anello invece del carbonio avrebbe aiutato a guidare la reazione lungo un percorso prevedibile. Decisero di iniziare con la piridazina, un anello di sei atomi composto da quattro atomi di carbonio e due azotati, e iniziarono a lavorare su un modello al computer.

Dunning, insieme a Bo Chen del Donostia International Physics Center e Li Zhu, un assistente professore alla Rutgers e alla Carnegie University, ha modellato il comportamento delle molecole di piridazina ad alta pressione. Quando hanno visto la formazione di legami, hanno capito di aver previsto con successo e creato la prima nanoparticella di diamante di piridazina in laboratorio.

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