Simulato BC8, un carbonio più resistente del diamante

Il BC8, o "super-diamante", è una forma simulata di carbonio che promette di essere 30% più resistente dei normali diamanti

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Simulato BC8, un carbonio più resistente del diamante
Simulato BC8, un carbonio più resistente del diamante

Il BC8, o “super-diamante“, è una forma simulata di carbonio che promette di essere 30% più resistente dei normali diamanti. Le sue potenziali applicazioni potrebbero essere innumerevoli, dall’industria aerospaziale all’elettronica, fino alla medicina.

I diamanti sono la sostanza più resistente sulla Terra, ma una forma teorica di carbonio chiamata BC8 potrebbe essere il 30% più forte. (Credito immagine: Getty Images)
I diamanti sono la sostanza più resistente sulla Terra, ma una forma teorica di carbonio chiamata BC8 potrebbe essere il 30% più forte. (Credito immagine: Getty Images)

BC8: una scoperta rivoluzionaria nel campo dei materiali

Un team di scienziati del Carnegie Institution for Science ha compiuto un passo avanti nel campo della scienza dei materiali: ha simulato una forma di carbonio chiamata BC8, o “super-diamante”, che potrebbe essere 30% più resistente del diamante, il materiale più duro finora conosciuto.

Il BC8 presenta una struttura cristallina di otto atomi che gli conferisce una durezza e una resistenza mai viste prima. Tuttavia, la sintesi sulla Terra è un’impresa ardua. La sua struttura unica richiede condizioni estreme, difficili da replicare in laboratorio.

La nuova simulazione ha rivelato che il materiale può essere prodotto solo in un intervallo ristretto di pressioni e temperature, il che potrebbe rendere possibile tale sintesi probabilmente solo in futuro, hanno riferito i ricercatori nello studio pubblicato sulla rivista The Journal of Physical Chemistry Letters.

Un'illustrazione della possibile struttura di BC8, rivelata da nuove simulazioni al supercomputer.(Credito immagine: Mark Meamber/LLNL)
Un’illustrazione della possibile struttura di BC8, rivelata da nuove simulazioni al supercomputer.(Credito immagine: Mark Meamber/LLNL)

La ricerca sul BC8 apre nuove possibilità per la comprensione degli esopianeti

La ricerca ha aiutato anche a rivelare cosa potrebbe esserci alla base degli esopianeti ricchi di carbonio, che si prevede abbiano le condizioni giuste per la formazione di BC8.



Ivan Oleynik, Professore di fisica presso l’Università della Florida del Sud e autore senior dello studio, ha dichiarato: “Le condizioni estreme prevalenti all’interno di questi esopianeti ricchi di carbonio potrebbero dare origine a forme strutturali come il diamante e il BC8. Pertanto, una comprensione approfondita delle proprietà della fase carboniosa dello stesso diventa fondamentale per lo sviluppo di modelli interni accurati di questi esopianeti”.

Nella nuova ricerca, Oleynik e i suoi colleghi hanno utilizzato Frontier, un supercomputer presso l’Oak Ridge Leadership Computing Facility nel Tennessee. Il team ha eseguito simulazioni di miliardi di atomi di carbonio a diverse pressioni e temperature per capire come questi atomi ampiamente disponibili possano trasformarsi in un materiale così raro da non essere mai stato osservato.

I ricercatori hanno scoperto che BC8 è stabile a pressioni estremamente elevate pari a 1.250 gigapascal o superiori. Si tratta di ben oltre 12 milioni di volte la pressione dell’atmosfera sulla superficie terrestre. Oltre alla sua eccezionale stabilità a pressioni estreme, la teoria suggerisce che esso, una volta formato, rimarrebbe stabile anche a temperatura ambiente.

La sua struttura atomica è simile a quella del diamante, ma presenta una caratteristica fondamentale: l’assenza di piani di clivaggio. Questi sono i punti deboli del diamante, dove si verificano le rotture. La loro assenza nel BC8 ne determina la straordinaria resistenza, ha detto in una dichiarazione il coautore dello studio Jon Eggert, uno scienziato del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).

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Un futuro promettente per BC8

I ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) stanno compiendo nuovi tentativi per sintetizzare il BC8, o “super-diamante”, presso il National Ignition Facility (NIF).

Questi metodi prevedono lo shock dei diamanti due volte a una velocità superiore a 45.000 mph (72.000 km/h), pari a circa 60 volte la velocità del suono, e la successiva compressione sotto enormi pressioni. L’obiettivo è quello di innescare una trasformazione strutturale del carbonio all’interno del diamante.

Il BC8 rappresenta una frontiera entusiasmante nella scienza dei materiali. Il suo sviluppo potrebbe portare a innovazioni rivoluzionarie in molti settori, migliorando la nostra vita in modi ancora inimmaginabili. Le sue eccezionali proprietà di durezza, resistenza e stabilità lo rendono un materiale ideale per numerose applicazioni. Il superamento delle sfide nella sua sintesi aprirà la strada a un futuro di innovazioni e progressi.

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