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El secreto del carbono carbonífero: ¿por qué se llama carbono amorfo?
En la naturaleza, el carbono se presenta en muchas formas, incluidos los conocidos grafito y diamante. Sin embargo, es posible que muchas personas no estén familiarizadas con el concepto de carbono amorfo. En realidad, el carbono amorfo no es una sustancia específica, sino un tipo de material de carbono con características comunes. Su principal característica es que no tiene estructura cristalina.
El carbono amorfo es simplemente carbono libre y reactivo que no tiene estructura cristalina.
Composición química del carbón
En mineralogía, el nombre carbono amorfo se utiliza principalmente para describir el carbón, el carbono derivado de carburos y otras formas impuras de carbono que no son grafito ni diamante. Cristalográficamente, estos materiales en realidad no son completamente amorfos, sino que consisten en materiales policristalinos de grafito o diamante dispuestos en una matriz de carbono amorfa.
Aplicaciones en la ciencia moderna
Con el desarrollo de tecnologías modernas de crecimiento y deposición de películas delgadas en la segunda mitad del siglo XX, como la deposición química de vapor, la deposición por pulverización catódica y la deposición por arco catódico, ahora es posible crear materiales de carbono verdaderamente amorfos. El carbono amorfo verdadero contiene electrones π localizados cuyas longitudes y distancias de enlace son inconsistentes con otros alótropos del carbono.
También contiene una alta concentración de enlaces colgantes, lo que hace que el espaciado atómico varíe en más del 5 % cuando se mide mediante difracción.
Características del carbono amorfo
Las propiedades de las películas de carbono amorfo dependen de los parámetros durante la deposición, y su característica principal es la proporción de enlaces híbridos sp2 y sp3. El grafito se compone de enlaces hibridados sp2 puros, mientras que el diamante está compuesto de enlaces hibridados sp3 puros. Los materiales con un alto contenido de enlaces hibridados sp3 se denominan carbono amorfo tetraédrico porque los enlaces hibridados sp3 forman una estructura tetraédrica.
El carbono amorfo con altos enlaces de hibridación sp3 tiene muchas propiedades físicas similares al diamante.
Exploración del Q-Carbono
El carbono Q, o carbono enfriado rápidamente, es un material que se dice que es carbono amorfo. Se dice que es ferromagnético, conductor de electricidad, más duro que el diamante y que también puede exhibir superconductividad a altas temperaturas. El material fue descubierto en 2015 por un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, que publicó varios artículos de investigación sobre su síntesis y propiedades.
Sin embargo, hasta la fecha no se han realizado experimentos independientes que confirmen la sustancia y sus propiedades.
Dirección futura de la investigación
Aunque la investigación sobre el Q-carbon continúa, sus propiedades declaradas aún deben verificarse más a fondo. Muchos investigadores están realizando investigaciones sobre las propiedades de los materiales de carbono amorfo con la intención de ampliar su ámbito de aplicación.
La exploración del carbono amorfo está ampliando aún más nuestra comprensión del carbono. Esto no es sólo una innovación en la ciencia de los materiales, sino que también puede proporcionar una nueva dirección para la tecnología futura. Sin embargo, si estos materiales realmente pueden liberar su potencial en aplicaciones prácticas sigue siendo una cuestión que merece nuestra consideración en profundidad.
