domenica 19 Maggio 2024

Forma sfuggente di carbonio più resistente dei diamanti creata per la prima volta nella simulazione di un supercomputer

2 mesi ago

Scoperta nel mondo virtuale: la forma super resistente di carbonio BC8

Gli scienziati hanno recentemente simulato la creazione della forma di carbonio BC8, più resistente dei diamanti. Questo cristallo composto da otto atomi sarebbe addirittura il 30% più resistente alla compressione dei diamanti, che sono considerati i materiali più duri conosciuti.

Un futuro ancora distante dalla realtà

Nonostante i risultati della simulazione, la produzione di BC8 al di fuori di un ambiente virtuale rimane al momento un obiettivo lontano. La sintesi di questo materiale richiederebbe condizioni estreme di pressioni e temperature che sono difficili da replicare in laboratorio.

Ricerca e progressi scientifici

La ricerca sulla forma di carbonio BC8 offre spunti interessanti anche per la comprensione dei pianeti extrasolari ricchi di carbonio. L’esplorazione di questi pianeti potrebbe rivelare nuove forme strutturali di carbonio, come il BC8, che si formano in condizioni estreme.

Supercomputer all’opera

Per condurre lo studio, gli scienziati hanno utilizzato il supercomputer Frontier presso l’Oak Ridge Leadership Computing Facility nel Tennessee. Le simulazioni hanno coinvolto miliardi di atomi di carbonio a diverse pressioni e temperature, permettendo di studiare la transizione verso la forma di carbonio BC8.

Prospettive e conclusioni

Le simulazioni hanno evidenziato che il BC8 potrebbe esistere in condizioni di pressione estremamente elevate, oltre 1.250 gigapascal. Questo superamento della pressione atmosferica terrestre di oltre 12 milioni di volte apre nuove prospettive per la comprensione delle proprietà di questo materiale eccezionale.

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

La scoperta di un nuovo cristallo stabile

Uno studio condotto dal Lawrence Livermore National Laboratory ha rivelato la formazione di un nuovo cristallo, il BC8, simile al diamante ma con una struttura più stabile.

Proprietà del cristallo BC8

Il cristallo BC8 ha una struttura atomica simile a quella del diamante, ma priva dei piani di clivaggio che rendono i diamanti più vulnerabili. Questa caratteristica lo rende notevolmente più stabile.

Sintesi del materiale BC8

I ricercatori, armati delle nuove conoscenze sui percorsi di formazione e sulla stabilità del BC8, stanno attualmente tentando di sintetizzare il materiale presso il National Ignition Facility del LLNL.

Metodi di sintesi del cristallo

Per sintetizzare il cristallo BC8, vengono utilizzati metodi che coinvolgono il doppio shock compression pathway, sottoponendo i diamanti a due shock a una velocità superiore a 45.000 mph e comprimendoli sotto enormi pressioni.

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