Investigadores da USC describen na revista Nature Materials a síntese e propiedades do nitruro de cromo, un dos materiais máis duros que se ten fabricado

CrN é a simboloxía química dun dos materiais máis duros que se ten fabricado ata o momento, o nitruro de cromo, cuxa síntese e propiedades físicas acaban de describir un grupo de investigadores da USC nun artigo publicado na revista Nature Materials, sendo a primeira vez que un grupo da USC aparece nesta publicación.
Cun abano extenso de aplicacións industriais no eido dos instrumentos de corte e perforación así como recubrimento de materiais sometidos a gran fricción, os investigadores da USC, xunto ás virtudes do material, describen igualmente a debilidade deste titán dos materiais, “un abrandamento completamente inesperado a presións superiores a 1 Gpa”, sinala Francisco Rivadulla, investigador do Departamento de Química Física. Segundo os responsables do artigo, este comportamento débese “á inestabilidade da rede atómica” por un mecanismo estritamente electrónico “a proximidade a unha transición metal-aislante”.
Xustamente dende o punto de vista das súas propiedades electrónicas o CrN é un semicondutor pertencente a unha familia de compostos chamados illantes de Mott, como os óxidos de cobre dos que derivan os supercondutores de alta temperatura crítica. Neste illantes, o comportamento semicondutor aparece como consecuencia dunha elevada repulsión electrónica, explican os investigadores, e non como consecuencia dunha estrutura electrónica de capa chea (do tipo dos gases nobres), “o que determina unhas propiedades eléctricas moi particulares”, sinalan os autores do traballo.
Nos sistemas electrónicos correlacionados , preto da transición metal-illante, se produce un axuste entre os graos de liberdade electrónico e iónicos que fai imposible o seu tratamento independente. No caso do CrN, “este efecto maniféstase de forma moi clara no abrandamento da rede en máis dun 25 por cento cando por efecto da presión se coloca a este material ao borde da transición metal-illante”, aclaran os investigadores.
O traballo presentado nesta nova edición de Nature Materials permite comprender aspectos fundamentais do enlace químico, de utilidade na mellora das propiedades mecánicas de materiais con importantes aplicacións industriais. Ademais, “abre novas posibilidades de estudo en sistemas electrónicos correlacionados baseados en estruturas covalentes”.
Asinan o artigo por parte da USC Francisco Rivadulla, Manuel Bañobre-López e Manuel A. López-Quintela, do Departamento de Química-Física; Camilo X. Quintela e José Rivas, do de Física Aplicada; e Alberto Piñeiro, Víctor Pardo e Daniel Baldomir, do Instituto de Investigacións Tecnolóxicas da USC. Xunto a eles tamén participan neste artigo investigadores do Centro Atómico de Bariloche e do Texas Materials Institute. Nature Materials posúe un índice de impacto de máis de 23 puntos, o que a posiciona no primeiro lugar na área de química e materiais.