Más duro que el diamante

Los diamantes son una piedra difícil de conseguir. Se forman en el manto superior de la tierra, unos cuantos kilómetros por debajo de la superficie, a muy altas presiones y temperaturas que podrían derretir una roca.
Aunque replicar estas condiciones en un laboratorio se está volviendo común, la equipación para ello es cara, y el proceso puede llevar de semanas a meses.

 

Después de décadas de pruebas, un equipo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte ha descubierto una manera rápida de hacer diamantes que puede ser llevada a cabo sin aplastar carbón con presiones extremas o calentarlo a altas temperaturas.
Sorprendentemente, en el proceso de producción de sus diamantes, este equipo también descubrió otra fase del carbono, a la que apodaron Q-carbon. Este extraño material es incluso más duro que el diamante, magnético, y emite un suave brillo. Además de su uso en la producción de diamantes, el Q-carbon podría tener aplicaciones en pantallas electrónicas y ayudar a entender el magnetismo de otros planetas.

El equipo expuso carbón amorfo, sin estructura cristalina alguna y a presión regular, a pulsos extremadamente cortos de láser.
Esto calentó el carbón a 6.700 grados fahrenheit aproximadamente -como comparación, la superficie solar está alrededor de 10.000F-.
El líquido resultante fue refrigerado rápidamente para formar el Q-carbon.
Otras versiones del carbono muestran diferentes propiedades, y ésta no iba a ser una excepción. Durante el enfriamiento, los enlaces entre átomos se acortan y no tienen tiempo de alargarse de nuevo cuando el material se enfría rápidamente. Esto hace el producto final más denso y duro que el diamante.

Aún más, el Q-carbon es magnético a temperatura ambiente, y debido a su estructura atómica específica el material emite pequeñas cantidades de luz. Estas propiedades podrían hacerlo extremadamente interesante para futuras aplicaciones electrónicas.

Su uso más inmediato, sin embargo, es el de ayudar a la creación de diamante. Cambiando ligeramente los tiempos de enfriamiento, los científicos pueden utilizarlo para crear cristales de diamantes en  infinitas formas. El proceso no es caro, ya que usa un láser popular en cirugías oculares. Es más, este método hace crecer diamantes en cuestión de nanosegundos.

Actualmente los diamantes son muy pequeños, el más grande mide 70 micrones de ancho -un cabello humano-, pero confían en que el proceso pueda escalarse. En este punto el límite para el tamaño de la gema es el diámetro del láser, pero con mayores diámetros de láser se podría aumentar el tamaño de las piedras.
Pero más que para grandes gemas, el método es prometedor para producción en masa de pequeñísimos diamantes, que son aplicables a variedad de campos como la electrónica, la medicina, los abrasivos, etc.

Ahora mismo el equipo se está centrando en comprender las propiedades del Q-carbon, pero hay mucho que aprender antes de que podamos comenzar a probar estas teorías.

http://edition.cnn.com/2015/12/01/tech/super-diamond-q-carbon-scientists-laser/index.html

http://scitation.aip.org/content/aip/journal/aplmater/3/10/10.1063/1.4932622 

 

Impresión 3D con vidrio

La impresión 3D es un mundo que crece y nos sorprende mes a mes. Un nuevo material, que se añade a los que ya de por sí se pueden utilizar en estas máquinas, es el vidrio. Cualquiera mínimamente familiarizado con esta tecnología sabrá que un material que no funda a baja temperatura, entendiendo por baja hasta los 300ºC, es difícilmente utilizable en una impresora 3D normal.

Pues bien, el Massachusetts Institute of Technology vuelve a sorprendernos con la primera impresora capaz de trabajar con vidrio en forma líquida. 

Creada como una colaboración entre el MediaLab del MIT, el departamento de ingeniería mecánica y el laboratorio de vidrio, la G3DP es una impresora que permite dar forma a vidrio ópticamente transparente, aparte de permitir variaciones de geometría, color, transparencia, reflexión y refracción.

Está basada en dos cámaras térmicas, la superior actúa como un cartucho que almacena y proporciona el material, y la inferior templa las estructuras. La cámara superior funciona a aproximadamente 1040ºC, y contiene suficiente material como para fabricar una pieza de 50 cm de altura. El material fundido es dirigido por una boquilla de alúmina-circona-sílice para, capa a capa formar la pieza de vidrio.

En este vídeo se pueden apreciar el trabajo de la máquina y la complejidad de las piezas: Funcionamiento de la G3DP. 

http://www.creativeapplications.net/objects/glass-g3dp-3d-printing-of-optically-transparent-glass/