Il diamandiyne, una nuova forma tridimensionale del carbonio, è stato prodotto per la prima volta in una pellicola sottile. La sua struttura cristallina è stata confermata soltanto in minuscole porzioni: i ricercatori hanno osservato motivi ripetuti in un volume di 10 nanometri per lato, cioè 10 × 10⁻⁹ metri. Il risultato, ottenuto con apparecchiature relativamente economiche da un gruppo dell’Università di Göteborg, è stato pubblicato il 14 settembre 2026 su Angewandte Chemie International Edition.
Il diamandiyne è un allotropo del carbonio, vale a dire una forma dell’elemento i cui atomi sono disposti in modo particolare. Come nel diamante e nella grafite, la composizione è fatta solo di carbonio, ma cambia il modo in cui gli atomi si legano e si organizzano. Nel nuovo materiale gli atomi sono uniti da legami tripli e formano una rete tridimensionale di tetraedri, solidi con quattro facce triangolari, collegati tra loro vertice a vertice.
Questa disposizione lascia spazi vuoti nella struttura, che può quindi essere descritta come un diamante poroso. A differenza del diamante, però, per formare il diamandiyne non serve applicare un’alta pressione, spiega Karl Börjesson, professore di chimica fisica all’Università di Göteborg e responsabile del gruppo di ricerca. Il materiale è stato ottenuto in una pellicola sottile, nel punto di contatto tra due liquidi.
La struttura cristallina è stata esaminata con la microscopia elettronica all’Università di Stoccolma. Le immagini hanno confermato la presenza del diamandiyne solo in alcune zone della superficie: durante la formazione possono verificarsi diversi problemi che impediscono agli atomi di carbonio di assemblarsi nella struttura desiderata. «Siamo almeno riusciti a produrre motivi ripetuti di diamandiyne in un volume di 10 nanometri per lato, cioè 10 × 10⁻⁹ metri, e le immagini dei motivi corrispondono bene ai modelli teorici», afferma Börjesson.
Il lavoro si inserisce nella ricerca del gruppo su materiali porosi formati da molecole a base di carbonio legate tra loro senza ioni metallici. Questi materiali sono chiamati strutture organiche covalenti, o COF. Si distinguono dalle strutture metallo-organiche, o MOF, che combinano molecole a base di carbonio e ioni metallici e il cui sviluppo è stato premiato con il Nobel per la Chimica 2025.
L’idea di realizzare il diamandiyne risale a una struttura descritta teoricamente decenni fa. Un collega aveva segnalato a Börjesson un sito web in cui chimici teorici avevano raccolto un elenco molto ampio di allotropi del carbonio che, almeno in teoria, potrebbero essere creati. «Ci è voluto un tempo incredibilmente lungo, ma alla fine ci siamo riusciti. Sono molto soddisfatto», racconta il ricercatore.
Per molti anni gli allotropi del carbonio conosciuti si sono limitati al diamante, alla grafite e a tre forme prodotte artificialmente: fullereni, nanotubi di carbonio e grafene. La scoperta dei fullereni e del grafene è stata premiata con il Nobel, in gran parte perché era nuova l’idea stessa che questi materiali potessero esistere. Negli ultimi anni sono stati creati molti altri allotropi; il diamandiyne è il primo di questo nuovo gruppo ad avere una struttura tridimensionale.
Il gruppo intende ora studiarne le proprietà e i possibili impieghi. La porosità potrebbe consentire a diverse strutture di diamandiyne di intrecciarsi, passando attraverso gli spazi vuoti delle altre. «Ora studieremo le proprietà del diamandiyne e i suoi possibili impieghi. Un aspetto interessante della struttura porosa è che diverse strutture di diamandiyne potrebbero potenzialmente intrecciarsi tra loro, passando attraverso i rispettivi spazi vuoti», afferma Börjesson.
Lo studio, intitolato «Diamondiyne: A 3D Carbon Allotrope With Mixed sp–sp3 Hybridization», è firmato da Yizhou Yang, Jie Xu, Yanyan Chen, Yu Xia, Sami Zeliouche, Clara Schäfer, Martin Ratsch, Ebba Matic, Martin Rahm, Lars Evenäs, Angela Beth Grommet, Tom Willhammar e Karl Börjesson. DOI: 10.1002/anie.4062963. Google Google News.
