Científicos de la Universidad de Rice han conseguido desarrollar un método para convertir basura en diamantes nanoscópicos usando un nuevo proceso muy barato que sólo dura 500 milisegundos.
Según los investigadores — que acaban de publicar su trabajo en el diario científico ACS Nano — el descubrimiento abre la puerta a la creación industrial de estos componentes que pueden ser utilizados en nuevos semiconductores de banda ancha que son vitales para la siguiente generación de computadoras y sistemas de comunicación.
Cómo funciona
Según publica el sitio www.elconfidencial.com, la tecnología es una variación de otro proceso que inventaron en 2020, llamado calentamiento Joule de alta velocidad (‘flash Joule heating process’ en inglés). Ese proceso, que usa capacitadores para calentar la materia prima con una gran corriente eléctrica aplicada durante unos milisegundos, es capaz de convertir basura en grandes cantidades de grafeno. Funciona con cualquier cosa que contenga carbono: desde restos de comidas a carbón a neumáticos o plástico.
Pero antes de llegar al estado de grafeno los científicos de la Universidad de Rice, encabezados por el profesor de química y nanotecnología James Tour y su alumno Weiyin Chen, autor principal de la investigación, se dieron cuenta que el carbono se organizaba en diamantes nanoscópicos durante unos milisegundos si añadían fluoruro al carbono.
Con el flash de alta temperaturas, sin embargo, el fluoruro se desintegraba y los nanodiamantes se transformaban en grafeno. Para evitarlo, el equipo creó recipientes hermáticos de Teflon con capas de grafito y varillas de tungsteno.
Esta arquitectura hace que el fluoruro no se pierda y permite que los científicos controlen la naturaleza del material resultante. En otras palabras: dependiendo de los milisegundos de ‘cocción’, pueden producir nanodiamantes, grafeno y carbono concéntrico, una estructura que en su núcleo es un nanodiamante rodeado de una superficie de grafeno
El material maravilla
El grafeno es una capa de átomos de carbono organizados en una matriz hexagonal que tiene múltiples propiedades que le han hecho ganarse el nombre de “material maravilla”. Por ejemplo, es capaz de actuar tanto de aislante como de conductor de la electricidad, entre muchas otras cosas.
Sus aplicaciones industriales parecen ilimitadas y los científicos no paran de publicar nuevas cada mes, desde hormigón ligero pero más fuerte que el normal hasta una espuma que absorbe sonidos, pasando por baterías eléctricas más estables, rápidas, duraderas y de mayor capacidad.
La capacidad de poder fabicarlo en cantidades industriales a partir de basura ya era significativo pero este nuevo proceso abre la puerta a más materiales maravillas.
Según James Tour, las nano-bolas de carbono concéntrico pueden utilizarse como aditivos para mejorar las propiedades de los lubricantes mientras que los nanodiamantes fluorinados producidos en masa pueden revolucionar la industria de los semiconductores.