Yo sólo puedo hablar de lo que sé, que son materiales compuestos. De las fibras que se utilizan (fibra de vidrio, aramidas, carbono), la más resistente (y cara) es la de carbono (que, casualidades de la vida, es la que más usamos en aeronáutica). Os voy a poner un par de diagramas sacados directamente de mis apuntes

En el primero se ve el proceso de fabricación de una fibra de carbono de alta resistencia (la imagen de abajo, la de arriba es el proceso de las fibras de vidrio).



El siguiente es un gráfico comparativo entre unas y otras. Las aramidas son más tenaces, pero, si os fijáis, el carbono es superior en casi todos los demás aspectos (lo de "carbono de alta resistencia -12k" quiere decir que hay 12000 filamentos de carbono por cada fibra)



Y más comparaciones...



Según dice, el óptimo teórico está en el grafito. Aunque se agrupe en láminas fáciles de separar unas de otras, el enlace carbono-carbono sigue siendo el más fuerte, y eso es lo que se busca a la hora de fabricar las fibras

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Nunca he encontrado una persona tan ignorante que no se pueda aprender algo de ella. - Galileo Galilei

[ladrillito]
En cuatro palabras: cristalografía

Dependiendo de la hibridación que tengan, los carbonos tienen ángulos de enlace distintos y hacen que sea más fácil o difícil romper, rayar o deformar la estructura:

-El diamante tiene hibridación sp3 y los enlaces forman un tetraedro en cuyo centro hay un carbono.

-El grafito tiene hibridación sp2 y forma triángulos planos.

-La lonsdaleita(?) también tiene hibridación sp3 pero debido a los bruscos cambios de temperatura(viene en los meteoritos) forma otra red

-Los fulerenos son "pelotas" de carbonos con hibridación sp2 pero debido a que al cerrarse proporciona más estabilidad, pues se curvan un poco los ángulos de enlace. El número indica la cantidad de carbonos por celda fundamental(la menor unidad de material)

-El carbono amorfo es un amasijo de todo lo que he dicho hasta ahora y lo que me queda por decir, hablando mal y pronto

-Y el nanotubo de carbono es semejante a los fulerenos(es un polímero de fulerenos)
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Ahora vendrá alguno de los que saben de verdad y añadirá el cemento y la rigurosidad científica que me falta.

Yo puedo explicar más o menos la formación de cada uno de ellos. A T y P ambiente la estructura de mínima energía es el grafito. Si aumentamos la P, las distancias interatómicas comienzan a ser más pequeñas por efecto de la presión y se forma una estructura más compacta, el diamante. Como ya se ha dicho aquí el diamante no es estable a T y P ambiente, y va decayendo muuuyyyy despacio a grafito. La otra forma natural la desconozco. En cuanto al fulereno creo que fue sintetizado por ablación laser. Esto es coger un disco de carbono extrapuro y hacerle girar mientras se le ilumnia con un chorro laser de alta potencia. Este laser arranca átomos del disco y estos van enlazando a diversos compuestos. Después de hacer espectroscopía de masas se vio que había un pico muy grande correspondiente a 60 átomos de C. Si no se forma ningún compuesto estable o metaestable cuando se hace espectroscopía de masas se espera obtener los mismos resultados para todos los pesos. En este caso, el pico correspondiente a 60 C dio una pista. Los nanotubos se siguen sintetizando así y por otras tres formas que no tengo ni idea en que consisten: descargas de arco, deposición de vapor químico y monóxido de carbono de alta presión.

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Depurar código es el doble de duro que escribirlo. Por tanto, si escribes el código lo más inteligentemente que te sea posible, no eres, por definición, lo suficientemente inteligente para depurarlo.

-- Brian Kernighan

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-Yo creo- dijo Tehanu con su voz suave y extraña-, que cuando muera, podré respirar otra vez el aire que me dio la vida. Podré devolverle al mundo todo lo que no hice. Todo lo que pude haber sido y no fui. Todas las elecciones que no hice. Todas las cosas que perdí y que dejé ir y que desperdicié.

Podré devolvérselas al mundo. A las vidas que aún no han sido vividas. Ése será mi obsequio para el mundo que me dio la vida que sí viví, el amor que amé, el aire que respiré…

Bueno yo creo que ya está casi todo dicho.

Algunas cosas:

Existen varios métodos para crear diamantes sintéticos (la wikipedia los describe con bastante extensión)

Los fullerenos también se producen de forma natural en las combustiones

El alotropismo es muy general en química, ahí tenéis al fósforo (blanco, rojo, negro...), al azufre (S8, S12...) y uno que a mí me encanta porque esconden muchísimas historias CPI, el estaño: http://en.wikipedia.org/wiki/Tin#Allotropes http://en.wikipedia.org/wiki/Tin_pest