La química del carbono 2

Estructura C₆₀

Lo prometido es deuda, aquí van los cuatro compuestos que suponen una revolución en el ámbito científico-técnico.

Serán Kroto, Curl y Smalley quienes inicien la revolución del carbono. Este equipo descubre dos nuevos compuestos de carbono, el C₆₀ y el C₇₀ , compuestos poliédricos cerrados y huecos. El C₇₀ con una estructura similar a un balón de rugby, y el C₆₀ similar a una pelota de fútbol, con estructura de icosaedro truncado, en el cual nos centraremos.

El C₆₀ tiene unas características impresionantes, presenta carácter ondulatorio, y una dureza similar a la del grafito, aunque al ser sometido a presión, adquiere la estructura superdura del diamante. 

Es un semiconductor, pero al añadir a su estructura átomos de metales alcalinos se vuelve conductor, e incluso superconductor a temperaturas bajas.

Estructura nanotubo

Sumio Iijima descubre más adelante los nanotubos de carbono, formados por átomos de carbono formando hexágonos enrollados en forma de tubo. Los nanotubos además de las características semiconductoras de los fullerenos presenta una enorme capacidad para formar aleaciones. Las aleaciones con presencia de nanotubos adquieren una dureza y resistencia espectaculares.

De hecho, el mito de que las espadas musulmanas se mantenían más tiempo afiladas que las cristianas es en parte cierto, dado que, al no tener agua, los árabes usaban carbón para enfriar las hojas tras su forja, con lo que algunos nanotubos quedaban atrapados entre el metal.

Por último, la joya de la corona, el grafeno, que dio el nobel a los rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov. Está formado por una lámina de carbonos dispuestos en hexágonos. Es 100 veces más resistente que el acero, tan duro como el diamante, tan ligero como la fibra de carbono, aunque más flexible, Además conduce bien la electricidad, y tiene las propiedades del resto de semiconductores, pero al ser más manejable, se postula su uso en las nuevas generaciones de microprocesadores. Se usa en componentes aeroespaciales, prótesis, deportes de élite (raquetas de tenis, piraguas)...      El grafeno es el compuesto del futuro.

Por último destacar el reciente descubrimiento del carbino, sintetizado por primera vez en cadena corta en la Universidad de Viena, aunque no en cadena larga, cuyas propiedades teóricas son impresionantes.  Es aproximadamente 2 veces más duro que el grafeno y nanotubos de carbono, que hasta ahora eran los materiales más duros. Está formado por una única cadena de carbonos, bien unida por enlaces triples y simples conjugados, o por enlaces dobles.

Sin embargo, sí se ha conseguido estabilizar una cadena de 6400 átomos con una técnica bastante sencilla. Consiste en asociar la fibra a un nanotubo de doble pared. Lo interesante es que esta nueva estructura tendría un carácter metálico debido a los electrones libres, lo que podría revolucionar la nanotecnología.