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  • 03/01/2017

materiales

Un nanohilo conductor con funda de diamantes

Más fino, parece imposible: cobre y azufre forman un hilo conductor protegido por una capa aislante de nanodiamantes.

Nature Materials

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[Hao Yan, J. Nathan Hohman & Fei Hua Li et al./Nature]

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En las últimas décadas, la ciencia de materiales ha vivido una inusitada revolución debido, en buena parte, a la aplicación de áreas como la geometría y la topología al estudio de las fases cuánticas de la materia. Un fructífero enfoque que ha sido reconocido con la concesión del premio Nobel de física de 2016 a David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane y J. Michael Kosterlitz. En este monográfico digital (en PDF) podrás encontrar una selección de artículos que te ayudarán a entender la belleza de los conceptos físicos y matemáticos que, más allá de sus fascinantes aplicaciones prácticas, explican las propiedades de algunos nuevos materiales, como los aislantes y superconductores topológicos, los líquidos de espín, el grafeno o los aislantes de Mott.

Más información

El equipo de investigadores de Hao Yan, del Instituto Stanford de Materiales y Energía, ha creado un nanohilo de solo tres átomos de grosor que se ensambla por sí mismo. La estructura, conductora de la electricidad y casi unidimensional, está constituida por anillos triatómicos alternos de cobre y de azufre rodeados de una capa de moléculas de adamantano densamente agrupadas. El adamantano es el menor representante de los diamantoides, que forman rejillas de diamantes con sus carbonos. Desempeña un papel decisivo en el ensamblaje: la atracción entre las moléculas es más o menos tan intensa como entre los átomos del hilo, así que ningún componente puede imponer a los demás su conformación favorita.

Los condimentos principales del hilo son el adamantano modificado, que lleva un grupo químico que contiene azufre, e iones de cobre en disolución. Cuando se juntan ambos componentes, su reacción química genera la forma deseada: el cobre y el azufre se acumulan en el centro para crear un hilo conductor de electricidad mientras la funda exterior aísla y estabiliza la delgadísima estructura. El azufre y el cobre anudan enlaces químicos, y el diamantoide se les adhiere mediante fuerzas entre las superficies moleculares de una intensidad desacostumbrada. El método funciona, indican los investigadores, porque esas fuerzas son muy parecidas: si el metal y el azufre se enlazasen con más firmeza, se producirían cúmulos atómicos irregulares; si los enlaces entre las moléculas orgánicas fuesen los más poderosos, se formaría seguramente un cristal tridimensional.

diamond.gif

Más información en Nature Materials

Fuente: spektrum.de/Lars Fischer

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