Las ondas de choque causadas por los asteroides que colisionan con la Tierra crean materiales con una variedad de estructuras de carbono complejas. Estos diamantes, dotados de propiedades mecánicas y electrónicas excepcionales, podrían usarse para avanzar en futuras aplicaciones en campos como la electrónica, la nanomedicina y la tecnología láser, según un nuevo estudio internacional.
Científicos del Reino Unido, Estados Unidos, Hungría, Italia y Francia han confirmado en un nuevo estudio que los cristales de carbono que se generaron a partir de una onda de choque de alta energía, derivada de la colisión de un asteroide hace unos 50.000 años en el desierto de Arizona, tienen propiedades extraordinarias. Las elevadas temperaturas y la súbita presión extrema propiciaron el fenómeno, que podría repetirse en condiciones similares.
Desde el espacio
De acuerdo a una nota de prensa del University College London (UCL), uno de los centros académicos que participó de la investigación, los materiales identificados podrían usarse para futuras aplicaciones avanzadas en ingeniería, debido a que combinan una increíble dureza con una interesante ductilidad, dos condiciones difíciles de encontrar al mismo tiempo en la Tierra. El nuevo estudio ha sido publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
El descubrimiento se produjo cuando los científicos analizaron el mineral de carbono denominado lonsdaleita, que fuera hallado en los fragmentos del meteorito Canyon Diablo, un enorme asteroide de hierro que impactó contra nuestro planeta hace aproximadamente 50.000 años. La colisión produjo el denominado Cráter Barringer, en el desierto de Arizona, Estados Unidos, una enorme depresión con un diámetro de 1.186 metros y una profundidad de 170 metros.
En el centro del cráter se concentran entre 210 y 240 metros de materiales depositados sobre el fondo sólido. Se cree que el impacto que produjo el cráter fue provocado por un objeto de unos 50 metros de largo: al momento del choque, el asteroide viajaba a una velocidad aproximada de 12 kilómetros por segundo.
El cráter, conocido anteriormente como Coon Mountain, fue identificado por primera vez en 1891: en ese momento, el geólogo Grove Karl Gilbert descartó erróneamente la hipótesis del impacto meteorítico e indicó que el cráter se había formado debido a una explosión de gas subterránea. Recién en 1960, el astrónomo y geofísico Eugene Shoemaker pudo demostrar de forma concluyente que el cráter fue producto del impacto de un meteorito, entre otras evidencias debido a la presencia de coesita y stishovita en el interior del cráter.
Un diamante único
En el nuevo estudio, los investigadores aplicaron exámenes espectroscópicos y cristalográficos de última generación para apreciar cada mínimo detalle del mineral lonsdaleita procedente del asteroide, considerado como el material más duro conocido en el planeta. Este mineral fue identificado por primera vez en 1967, a partir de cristales microscópicos asociados al diamante en restos del meteorito. La lonsdaleita debe su nombre a Dame Kathleen Lonsdale, pionera cristalógrafa de origen británico.
Al parecer, las propiedades que caracterizan a la lonsdaleita no estaban identificadas por completo. Se creía anteriormente que estaba conformado por un diamante hexagonal puro, en el cual los átomos de carbono están dispuestos en un patrón hexagonal, una condición que lo distingue del diamante cúbico tradicional. Sin embargo, el equipo de científicos comprobó que en realidad está integrado por diamante nanoestructurado y grafeno, una capa cristalina bidimensional de átomos de carbono.
Según el líder de la investigación, el Dr. Péter Németh, el descubrimiento permitiría desarrollar nuevos materiales de carbono con propiedades mecánicas y electrónicas realmente excepcionales, debido a la inusual combinación de extrema dureza y maleabilidad. Esto puede dar lugar a nuevas aplicaciones, que van desde los abrasivos y la electrónica hasta la nanomedicina y la tecnología láser.
Referencia
Shock-formed carbon materials with intergrown sp3- and sp2-bonded nanostructured units. Németh, P. et al. Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2203672119
