Solo la antimateria es más cara que los fullerenos endoédricos que una startup de Oxford vendió recientemente por 167 millones de dólares el gramo. Según Designer Carbon Materials, la única compañía en el mundo que fabrica este material exótico, vendió 200 microgramos de fullerenos endoédricos puros por $33,400.
El científico sostiene el modelo de [email protected] (la @ (arroba) en el nombre refleja la noción de una pequeña molécula atrapada dentro de una capa). Imagen: Universidad de Oxford
Los fullerenos endoédricos son básicamente un átomo de nitrógeno encerrado por 60 átomos de carbono. Estas jaulas de carbono se llaman buckminsterfullereno y se asemejan a los vértices de una pelota de fútbol, por lo que también se conocen como buckyballs.
Buckyballs no podría existir sin la versatilidad de carbonos. El carbono es el elemento más versátil, lo que permite que las moléculas de carbono adopten muchas formas o alótropos.
Las moléculas consisten en múltiples átomos unidos químicamente entre sí. Estos átomos pueden ser elementos diferentes, como el agua (H 2 O), pero no tienen por qué serlo, como el oxígeno (O 2 ). Sin embargo, las moléculas con un solo elemento no están restringidas a una sola forma. Por ejemplo, el oxígeno también puede formar ozono (O 3 ), que tiene una forma diferente a la del O 2 . Se dice que el oxígeno, en su forma de O 2 , es un alótropo diferente al oxígeno que el ozono, en su forma de O 3 . El oxígeno también tiene otros dos alótropos O 4 y O 8 que son mucho más extraños, pero mucho menos comunes.
Mientras tanto, el carbono tiene más de una docena de alótropos diferentes. A diferencia del oxígeno, estas formas no solo se diferencian por el número de moléculas en el alótropo. En cambio, los alótropos de carbono se definen por estructuras fundamentalmente diferentes. Aquí hay unos ejemplos:
- El diamante, el alótropo de carbono más querido, existe en forma de celosía con moléculas de carbono unidas en ángulos tetraédricos.
- El grafito que se encuentra comúnmente en la mina de lápiz existe como láminas o capas de teselaciones hexagonales apiladas y unidas entre sí.
- El grafeno sobre el que ZME Science escribe con frecuencia por sus muchas propiedades innovadoras existe como una sola hoja de grafito. El grafeno también juega un papel como paso intermedio en la formación de buckyballs en el espacio.
- Los fullerenos existen como una variedad de formas tridimensionales. Los fullerenos con 60 moléculas de carbono son una forma de C 60 . Estas 60 moléculas se pueden organizar como 20 hexágonos intercalados con 12 pentágonos. ¿Puedes imaginarte eso? Tiene exactamente la misma forma que un balón de fútbol normal, excepto que los fullerenos son huecos y no los fabrica Adidas.
Para hacer una molécula con 60 átomos de carbono, debe comenzar con al menos 60 átomos de carbono. Hay dos formas posibles de obtener 60 de estos átomos. (1) Como una opción, puede comenzar con un grupo de moléculas más pequeñas que cada una tiene algunos átomos de carbono y luego combinarlas. (2) O, como alternativa, puede comenzar con una molécula más grande con al menos 60 átomos de carbono y luego dividirla.
Fullereno endoédrico. Imagen: Wikipedia
No tengo idea de cómo Designer Carbon Materials fabricó sus fullerenos endoédricos, pero aparentemente es muy difícil de hacer. Es la única empresa en el mundo que fabrica [email protected] Según Ars Technica, la startup con sede en Oxford puede producir medio gramo de fullerenos en un día, pero de mucha menor calidad y pureza. El [email protected] premium se puede fabricar a 50 miligramos por día y lleva semanas purificarlo. Somos una empresa nueva, apenas comenzando a vender el producto, dijo el Dr. Kyriakos Porfyrakis, el fundador de la empresa. Pero después de la primera venta tenemos más solicitudes de todo el mundo, por lo que la demanda parece estar aumentando.
Las moléculas de fullerenos tienen propiedades eléctricas extraordinarias. Sin embargo, lo que hace que la variedad de nitrógeno sea tan especial (y ridículamente costosa) es una larga vida útil del espín del electrón. Esto los hace perfectos para relojes atómicos, un tipo de reloj extremadamente preciso que está regulado por las vibraciones de un sistema atómico o molecular. La industria automotriz está particularmente interesada en los relojes atómicos, ya que estos se pueden usar para llevar la precisión del GPS al rango milimétrico, lo cual es esencial si los autos sin conductor alguna vez se generalizan y, lo que es más importante, son seguros.
Por el momento, los relojes atómicos tienen el tamaño de una habitación, dijo Lucius Cary, director del fondo Oxford Technology SEIS, que ahora tiene una participación minoritaria. Este fullereno endoédrico lo haría funcionar en un chip que podría entrar en su teléfono móvil.
Habrá muchas aplicaciones para esta tecnología, continuó. La más obvia es en el control de vehículos autónomos. Si dos autos vienen uno hacia el otro en un camino rural, saber dónde están a 2 m no es suficiente, pero a 1 mm es suficiente.
Todos los teléfonos móviles algún día podrían contener una de estas cosas, afirmó Cary.
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