Scienziati cinesi riescono a creare un materiale al diamante conduttore di elettricità. Una novità assoluta

Gli scienziati cinesi hanno creato un materiale diamantato in grado di condurre l’elettricità mantenendo la sua ultra-durezza. Il team ha dichiarato che il nuovo materiale potrebbe essere utilizzato in un’ampia gamma di applicazioni, ad esempio nei veicoli aerei e spaziali, in condizioni estreme come il calore elevato e la forte acidità, nonché nel trattamento delle acque reflue e nella realizzazione di elettrodi ad altissima resistenza.

Il diamante, il materiale naturale più duro, è un buon conduttore di calore ma non di elettricità. Quindi, per creare il nuovo materiale, gli scienziati lo hanno combinato con il grafene. Sebbene entrambi siano forme di carbonio, il grafene ha un’elevata conduttività elettrica, ma ha una sruttura bidimensionale completamente diversa da quella del diamante.

Le strutture delle molecole di carbonio e come differiscono grafite, grafene e diamante a livello molecolare

“I compositi di diamante, costituiti da nanograni di diamante interconnessi e unità di grafene a pochi strati, presentano la più alta conducibilità elettrica mai riportata e un’eccellente durezza o tenacità”, hanno scritto in un articolo pubblicato a febbraio sulla rivista peer-reviewed Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

“I nostri risultati aprono la strada alla realizzazione di materiali diamantati conduttivi e super duri di grandi dimensioni in condizioni sintetiche semplici, facilitando il loro utilizzo pratico nelle relative applicazioni industriali”, hanno detto gli scienziati dell’Università di Zhengzhou, dell’Accademia delle Scienze di Henan, dell’Università di Ningbo e dell’Università di Jilin

Utilizzando nanodiamanti, hanno sintetizzato grani di diamante ultrafini interconnessi con strati di grafene in condizioni di temperatura e pressione moderate di 12 gigapascal tra 1.300 e 1.500 gradi Celsius (2.372-2.732 gradi Fahrenheit).

L’autore dello studio Yang Xigui, professore dell’Università di Zhengzhou specializzato in materiali diamantati e ricerca fisica ad alta pressione, ha detto che la produzione del nuovo materiale è compatibile con i processi esistenti per produrre diamanti coltivati in laboratorio.

Ha detto che il composito presenta un’eccellente tenacità, il che significa che non si rompe facilmente. Questo lo renderebbe adatto all’uso nei motori di aerei e veicoli spaziali, che tendono a subire pressioni e temperature elevate durante il funzionamento. Il materiale conduttivo e durevole potrebbe anche supportare l’elettrocatalisi nel trattamento delle acque reflue. Potrebbe essere impiegato in ambienti estremamente caldi, altamente acidi o alcalini, mantenendo prestazioni stabili a lungo termine.

“Il nostro prodotto dimostrativo assomiglia a una moneta con un diametro di 13 mm  e uno spessore di 1-2 mm. Il grafene gli conferisce l’aspetto nero”, ha detto Yang. “Le sue dimensioni e la sua forma possono essere regolate su richiesta per adattarsi all’applicazione”.

Cheng Shaobo, che è anche autore dello studio e professore dell’Università di Zhengzhou, ha detto che lo sviluppo del materiale diamantato è un esempio di stretta integrazione tra industria, università, ricerca e applicazione.

La Cina è di gran lunga il maggior produttore mondiale di diamanti coltivati

Zhengzhou si trova nella provincia centrale cinese di Henan, un importante produttore di diamanti coltivati in laboratorio a livello globale. Secondo il quotidiano statale China Daily, a luglio dello scorso anno, circa il 95 percento dei diamanti sintetici del mondo erano prodotti in Cina, e l’80 percento proveniva da Henan.

Questo rende la regione potenzialmente all’avanguardia mondiale nella produzione di questi nuovi mageriale, a un livello tale che ci vorranno anni, se non decenni, per poter uguagliare la capacità cinese in quesit settori.

Intanto la UE investe qualche centesimo nella competitività.