Duro come il diamante, plastico come la gomma 

di Paolo Antonio Magrì 

Che il carbonio fosse un elemento importante lo si sapeva già. I suoi composti formano le basi di tutta la vita sulla Terra e il ciclo del carbonio-azoto fornisce parte dell'energia prodotta dalle stelle. Il carbonio è il pilastro della chimica organica. Una ricerca cinese ne svela un ulteriore utilizzo: la realizzazione di un materiale ultra-forte, ultra-leggero, elastico come la gomma ed elettricamente conduttivo.

Si chiama Carbonio vetroso compresso ed è una forma molecolare del carbonio che si ottiene a 1.000°C e 250.000 atmosfere. Questo materiale, già candidato per essere impiegato nella costruzione delle astronavi del futuro, ha inattese e straordinarie proprietà e apre la strada a un nuovo campo di ricerca nel settore dei materiali. Il carbonio è già un noto protagonista di “trasformazioni” famose e importanti: quando gli atomi si aggregano a determinate temperature e pressioni danno origine alla grafite; a temperature e pressioni superiori diventano diamante, il materiale naturale più duro; in alcune condizioni (quando viene "esfoliato") il carbonio diventa grafene, un materiale monodimensionale dello spessore di un atomo. Sottoponendolo a temperature di 1.000 °C e a 250.000 volte la pressione atmosferica si ottiene un materiale che assembla resistenza, leggerezza e plasticità: il carbonio vetroso compresso.

Zhisheng Zhao, della Yanshan University (Cina), coautore dello studio pubblicato in questi giorni su Science Advances, non ha timore di ostentare entusiasmo: "È da tempo che cerchiamo un materiale così leggero e ad alta resistenza ed elasticità, che certamente permetterà straordinarie applicazioni spaziali e chissà quali altre!" .

Non è la prima volta che si sottopone il carbonio ad alte temperature e pressioni, ma non era mai stata trovata "la giusta combinazione" dei due parametri e il risultato non era stabile o non era quello desiderato. Zhao e colleghi hanno trovato la strada che permette al carbonio di formare una gamma molto varia di forme. In tali condizioni gli atomi di carbonio si legano in parte come grafite, in parte come diamante e in parte come grafene e questo conferisce al "nuovo materiale" caratteristiche del tutto inusuali e stabili.


Paolo Antonio Magrì
Ama le sfide e beve adrenalina a colazione. 
www.paoloantoniomagri.com