Da decenni la sintesi dei carburi di azoto è stata una possibilità teorica, ma ora i ricercatori dell’Università di Edimburgo hanno superato le sfide pratiche, creando un materiale che potrebbe superare il diamante in durezza. Questo materiale, più resistente del nitruro di boro cubico (attualmente il secondo materiale più duro dopo il diamante), è stato sintetizzato attraverso processi estremi, con pressioni fino a un milione di volte la pressione atmosferica terrestre e temperature superiori a 1.500°C.
La svolta è stata raggiunta sottoponendo precursori di carbonio e azoto a queste condizioni estreme, dando luogo alla formazione di tetraedri CN4, una struttura desiderata da lungo tempo nella scienza dei materiali. Dominique Laniel dell’Università di Edimburgo ha dichiarato che questo processo rappresenta una “grande aspirazione strutturale della scienza dei materiali“.
Utilizzando raggi X, i ricercatori hanno analizzato la struttura del materiale, confermando la sua estrema durezza. Sorprendentemente, questa durezza è rimasta inalterata anche dopo il raffreddamento e il ritorno alla normale pressione atmosferica.
Il materiale, oltre ad essere una curiosità scientifica, potrebbe avere applicazioni pratiche in diversi settori. I ricercatori vedono potenziali utilizzi in rivestimenti protettivi per veicoli e aeromobili, strumenti di taglio avanzati e fotorilevatori. Florian Trybel dell’Università di Linköping ha sottolineato che questi materiali potrebbero essere recuperati nell’aria in condizioni ambientali, aprendo nuove possibilità per il settore.
Il team di ricerca ha evidenziato che i nuovi carburi di azoto non sono solo eccezionali nella loro durezza, ma possiedono anche proprietà ad alta densità di energia, piezoelettriche e fotoluminescenti. Queste caratteristiche li rendono unici tra i materiali ad alta pressione. La ricerca collaborativa tra l’Università di Edimburgo e altri partner internazionali potrebbe aprire nuovi orizzonti nell’ambito della scienza dei materiali e delle applicazioni industriali.
Foto di Daniele Levis Pelusi su Unsplash
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