Καινοτόμο υλικό συμπεριφέρεται σαν ευλύγιστο διαμάντι

Θα μπορούσε το διαμάντι, ένα από τα πιο σκληρά υλικά στη Γη, να είναι εύπλαστο και να παίρνει τη μορφή που θέλουμε; Εδώ και πολλά χρόνια οι επιστήμονες επιχειρούν να δημιουργήσουν ένα τέτοιο υλικό, όμως τώρα φαίνεται ότι ήρθαν πιο κοντά από ποτέ στη συνταγή που απαιτείται για τη σύνθεσή του. Η δομή του καινοτόμου υλικού παρουσιάστηκε στo Journal of the American Chemical Society και αποτελεί ένα σημαντικό βήμα στην κατασκευή εξαιρετικά ανθεκτικών υλικών.

Ευλίγιστο διαμάντι

Το διαμάντι αποτελείται από πολλά «κυβάκια», καθένα από τα οποία αποτελείται από οκτώ άτομα άνθρακα. Τα άτομα αυτά συνδέονται μεταξύ τους με πολύ ισχυρούς δεσμούς, κάτι που έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό πολύ σταθερών και άκαμπτων δομών. Οι επιστήμονες προσπαθούν να δημιουργήσουν δομές οι οποίες να έχουν ιδιότητες παρόμοιες με αυτές του διαμαντιού, οι οποίες ωστόσο να είναι ευέλικτες ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα πλήθος βιομηχανικών εφαρμογών. Η πιο κοντινή δομή η οποία έχει κατασκευαστεί μέχρι σήμερα σε αυτή την κατεύθυνση είναι ένα νανοϋλικό το οποίο αποτελείται από μόρια βενζολίου, δηλαδή κυκλικές ενώσεις άνθρακα. Ωστόσο, μέχρι πρότινος οι επιστήμονες δεν είχαν καταφέρει να δημιουργήσουν ένα τέτοιο υλικό του οποίου η δομή θα μπορούσε να προβλεφθεί με ακρίβεια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, κατά την διάρκεια της κατασκευής του, τα μόρια βενζολίου μπορούν να αντιδράσουν μεταξύ τους με τρόπο ο οποίος δεν είναι απολύτως προβλέψιμος.

Από τον υπολογιστή στον πραγματικό κόσμο

Στην πρόσφατη έρευνά τους οι επιστήμονες φαίνεται να βρήκαν μία αποτελεσματική εναλλακτική στο πρόβλημα αυτό. Σε υπολογιστικά μοντέλα που δημιούργησαν, επιχείρησαν να αντικαταστήσουν τα μόρια βενζολίου με μόρια πυριδαζίνης, ενώσεις οι οποίες αποτελούνται από άτομα άνθρακα και αζώτου. Με τον τρόπο αυτό, οι ερευνητές στόχευαν στο να μειώσουν τις πιθανές χημικές αντιδράσεις που μπορούν να πραγματοποιηθούν μεταξύ των μορίων. Πράγματι, η προσομοίωση έδειξε ότι η δομή του υλικού το οποίο σχηματίστηκε ήταν αυτή που είχε προβλεφθεί.

Έχοντας διαπιστώσει ότι η μέθοδος αυτή είναι αποτελεσματική στις υπολογιστικές προσομοιώσεις, οι ερευνητές συνέθεσαν το συγκεκριμένο υλικό στο εργαστήριο. Έπειτα, χρησιμοποιώντας τεχνικές φασματοσκοπίας και ακτίνων-Χ προσδιόρισαν τη δομή του, επιβεβαιώνοντας τα μόρια είχαν διαταχθεί στον χώρο με τρόπο ο οποίος είχε προβλεφθεί.

Πολύτιμο για μελλοντικές εφαρμογές

Το εύρημα αυτό ανοίγει το δρόμο για τη δημιουργία υλικών τα οποία θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη διαστημική τεχνολογία ή στη βιομηχανία, ενώ στα επόμενα βήματά τους οι επιστήμονες σχεδιάζουν να μελετήσουν τις μηχανικές ιδιότητες του καινοτόμου αυτού υλικού.