Dureza multiplicada por 40: investigadores crean el padre de todos los diamantes

Un grupo de investigadores de dos universidades chinas ha creado en el laboratorio un "superdiamante" único, que supera en resistencia a las piedras naturales por un amplio margen. Este material sintético no solo es un 40% más duro que sus análogos naturales, sino que también posee una mayor estabilidad térmica.

El éxito se basa en una estructura cristalina única. Los diamantes naturales y la mayoría de los sintéticos tienen una red cúbica, mientras que el nuevo material, al igual que el raro mineral lonsdaleíta, está compuesto de hexágonos. Hasta ahora, estos cristales solo se habían encontrado en cráteres de meteoritos. El primer espécimen de lonsdaleíta fue descubierto en 1967 en el meteorito Cañón Diablo, en Arizona.

El equipo dirigido por Liu Binbin y Yao Mingguan desarrolló un método de síntesis completamente nuevo. Descubrieron que, bajo ciertas condiciones, las partículas de grafito cambian de posición, formando una estructura intermedia inusual, denominada "fase post-grafítica". Cuando este material es sometido a presiones y temperaturas extremas, los átomos de carbono se reorganizan en una red hexagonal perfecta, dando lugar a un diamante ultraduro.

Los cristales obtenidos no presentan impurezas ni defectos, a diferencia de los anteriores ejemplares de laboratorio. Es precisamente la pureza estructural la que garantiza su excepcional dureza y resistencia térmica. Los nano-diamantes, diminutos cristales de menos de 100 nanómetros, se utilizan ampliamente en la industria, pero pierden sus propiedades a altas temperaturas. Este nuevo material carece completamente de esa limitación.

En 2021, científicos estadounidenses llevaron a cabo estudios similares. Lograron producir cristales lo suficientemente grandes como para evaluar sus propiedades mediante métodos acústicos. Travis Volz y su equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore confirmaron de manera definitiva que la estructura hexagonal es realmente más resistente que la tradicional cúbica.

Este material ampliará enormemente las capacidades de la industria. Actualmente, los diamantes convencionales se utilizan ampliamente en la fabricación de herramientas de corte y pulido. Gracias a su mayor dureza y resistencia al calor, los cristales mejorados permitirán desarrollar herramientas más fiables para el procesamiento de metales y la perforación. Algunos incluso creen que estas piedras podrían despertar el interés de los joyeros.

Por cierto, los científicos chinos también han tenido éxito en otras investigaciones relacionadas con los diamantes. Por ejemplo, el año pasado un equipo de cuatro instituciones —la Universidad de Zhengzhou, la Academia de Ciencias de Henan, la Universidad de Ningbo y la Universidad de Jilin— logró sintetizar diamantes capaces de conducir electricidad, una propiedad completamente atípica para estas gemas.