Conductores térmicos y aislantes eléctricos resistentes y excepcionales. Estamos hablando de las propiedades de los diamantes, que hasta ahora se pensaba que eran inmutables.
Pero los investigadores encontraron una forma de cambiarlos. Los diamantes pueden pasar de ser aislantes a semiconductores o ser altamente conductores o incluso metálicos. Un cambio de propiedad que puede inducirse dinámicamente y revertirse a voluntad, sin degradación del material de partida.
Diamantes modificados para nuevos tipos de dispositivos
El descubrimiento, aún en sus primeras etapas, podría allanar el camino para una amplia gama de aplicaciones. Estos incluyen nuevos tipos de células solares de banda ancha, LED de alta eficiencia, nuevos dispositivos ópticos y sensores cuánticos.
Es un esfuerzo conjunto entre la de MIT estadounidense, el Skolkovo Institute of Science and Technology de Moscú y la Nanyang Technological University en Singapur. Con una combinación de cálculos cuánticos, análisis de deformación mecánica y aprendizaje automático, el team de investigadores demostró que el fenómeno, teorizado durante mucho tiempo como una posibilidad, en realidad puede ocurrir en un diamante de tamaño nanométrico.
La capacidad de diseñar la conductividad eléctrica de un diamante sin cambiar su composición química ofrece una flexibilidad sin precedentes para crear funciones a medida. Además, los resultados de este trabajo podrían aplicarse a muchos otros materiales semiconductores de interés para la mecánica, la microelectrónica, la biomedicina, la fotónica y el sector energético.
Propiedades que pueden cambiar continuamente en tiempo real
Por ejemplo, una sola pieza diminuta de diamante, doblada para tener un gradiente de deformación, podría convertirse en una célula solar capaz de capturar todas las frecuencias de luz en un solo dispositivo. Actualmente, esto solo es posible a través de dispositivos que acoplan diferentes tipos de materiales de células solares en capas para combinar sus diferentes bandas de absorción.
Finalmente, como señalan los investigadores, lo mejor del nuevo enfoque de deformación elástica es que es dinámico. En la práctica, se puede variar continuamente en tiempo real según sea necesario.
La investigación fue publicada este mes en Proceedings of the National Academy of Sciences.
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