¿Cuál es el material más resistente? I

Este fin de semana hemos visto en casa de unos amigos la película “El Capitán América: El Soldado de Invierno”. A los niños les llamaba mucho la atención el escudo del superhéroe, forjado de una aleación única de adamatium y vibranium, materiales de ficción dotados de unas cualidades súper extraordinarias.

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Discutían acerca de qué material real podría hacerse un escudo como aquél. Uno de los niños que veía con nosotros la película preguntó: ¿Podría fabricarse un escudo como el del Capitán América de diamante? ¿No es el material más duro que existe?.
El diamante es uno de los materiales más duros que existen, efectivamente, pero no sería un buen candidato para fabricar un escudo de superhéroe ya que esa “dureza” representa la resistencia a ser rayado cuando se roza con otro material.

Debido entonces a su dureza, si se frota contra otro material en casi todos los casos el otro material acaba rayado mientras el diamante se mantiene intacto.
Por tanto el diamante es muy difícil de penetrar. También es relativamente ligero, pesa la mitad que el acero o el hierro, lo cual es una buena cualidad para un escudo que el Capitán América lanza con frecuencia.
El problema de un escudo de diamante es que no soportaría bien los golpes. La resistencia de un material a romperse tras recibir un impacto o caer desde una determinada altura se denomina “tenacidad” y la del diamante es baja, de hecho puede romperse sin demasiada dificultad golpeándolo con un martillo normal, y no digamos si se trata del Martillo de Thor.

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Diamante

Más preguntas surgieron entonces: Si el escudo no puede ser de diamante, ¿qué materiales hay más duros que el diamante?
El diamante es un mineral formado por átomos de carbono al igual que el grafito de nuestros lápices, átomos que sin embargo se distribuyen de forma distinta. En el diamante los átomos de carbono están fuertemente unidos en todas direcciones, por eso es extremadamente duro y tiene propiedades eléctricas, ópticas y químicas muy útiles que lo hacen una materia prima muy valiosa no solo como objeto de lujo sino por sus aplicaciones industriales.

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En el grafito sin embargo los átomos de carbono se organizan en láminas planas unidas entre sí y que se deslizan unas sobre otras con facilidad, motivo por el que se desgasta con el rozamiento y sirve para escribir.

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Grafito

Si se comprime el grafito a presiones muy elevadas se obtienen materiales aún más duros que el diamante. Aplicándole una presión enorme se obtiene el hiperdiamante que resulta un 10% más duro que el diamante corriente.

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Hiperdiamante

Comprimiéndolo a presiones aún más elevadas, tanto que hace falta que un meteorito conteniendo grafito impacte sobre la Tierra, se obtiene la lonsdaleíta, un mineral que se estima un 58% más duro que el diamante.

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Y aún más duro es el grafeno, la sustancia más resistente conocida.
¿Será el grafeno el idóneo para el escudo de nuestro superhéroe? ¿Habrá algún otro candidato?

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