Científicos crean el primer 'diamante meteorito' que es incluso más duro que los encontrados en la Tierra
La lonsdaleíta se sintetizó usando alta presión y altas temperaturas, logrando una estructura hexagonal que aumenta su dureza un 58%. Los expertos apuntan a su potencial para aplicaciones industriales.
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Científico lograron producir el primer 'diamante meteorito' de tamaño considerable, conocido como lonsdaleíta o diamante hexagonal. Este material, que se estima más duro que los diamantes terrestres, fue sintetizado mediante una técnica de alta presión y alta temperatura. Con este método se obtuvieron pequeños discos ultraduros que, según los investigadores, podría sustituir a los convencionales.
El hallazgo, que fue publicado el 30 de julio en la revista Nature, indica que el diamante se considera la sustancia natural más dura del planeta gracias a su estructura atómica única. Cada átomo de carbono se enlaza con otros cuatro, formando ángulos de 109,5 grados y generando una red tridimensional de tetraedros perfectos.
Además, la nota publicada por Live Science señala que esta disposición ser repite infinitamente y, vista de lado, se organiza en tres capas de átomos de carbono —A, B y C— que constituyen lo que los cristalógrafos definen como una estructura cúbica centrada en las caras.
Diferencias del diamante cúbico tradicional
A diferencia del diamante cúbico tradicional, el 'diamante meteorítico' presenta una estructura que contiene dos longitudes de enlace diferentes: una más larga y otra más corta en comparación con la del diamante convencional.
Los átomos de carbono siguen organizados en planos de tetraedros infinitos. Sin embargo, al observarlo lateralmente, la estructura revela dos capas repetidas (denominadas A y B), lo que le confiere una estructura hexagonal. Según los científicos, esta estructura debería aumentar la dureza del sólido en un 58%, lo que representa una mejora significativa en comparación con el diamante cúbico.
No obstante, uno de los principales desafíos ha sido preparar muestras lo suficientemente grandes de esta estructura hexagonal para analizar sus propiedades. Además, las muestras de meteoritos contenían contaminantes de carbono, como grafito, diamante cúbico y carbono amorfo, lo que generó dudas sobre la existencia del diamante hexagonal puro.
¿Cómo se dio la creación del primer 'diamante metorito'?
Para resolver estos problemas, Wenge Yang y su equipo del Centro de Investigación Avanzada en Ciencia y Tecnología de Alta Presión de Pekín decidieron reproducir las condiciones extremas de un impacto con la Tierra en el laboratorio.
Utilizaron una celda de yunque de diamante, un equipo que comprime las muestras entre dos superficies de diamante. A presiones de alrededor de 20 GPa (equivalente a 200,000 atmósferas), las capas de carbono en el grafito purificado se deslizan y se unen, formando una estructura tipo panal, característica del diamante hexagonal. El calentamiento a temperaturas superiores a 1400 °C facilitó esta transición.
Una vez formado el diamante hexagonal en condiciones de laboratorio, el equipo liberó lentamente la presión para evitar que el nuevo cristal se transformara nuevamente en grafito. Aunque el cristal resultante aún contenía impurezas, como fragmentos de diamante cúbico, las imágenes obtenidas mediante microscopía electrónica y la cristalografía de rayos X confirmaron la presencia de las capas AB.
"Buena primera demostración"
El éxito de este experimento fue una "buena primera demostración", según Soumen Mandal, un físico de la Universidad de Cardiff. Sin embargo, destacó que se necesita producir cristales más puros y grandes para explorar completamente las propiedades del diamante hexagonal. El equipo espera que, con experimentos adicionales, se pueda comprobar su dureza y resistencia.
Aunque los cristales obtenidos hasta ahora son pequeños, el equipo de Yang confirmó que el nuevo material es al menos tan resistente como los diamantes tradicionales. Se espera que los experimentos con cristales más grandes y puros permitan conocer con mayor certeza las propiedades de este material.
La posibilidad de reemplazar al diamante convencional
En el futuro, el diamante hexagonal podría reemplazar al diamante convencional en aplicaciones industriales como maquinaria de precisión, electrónica avanzada y sistemas de gestión térmica, aunque estos avances podrían tardar hasta diez años en llegar.
El objetivo a largo plazo del equipo es producir muestras de diamante hexagonal de mayor tamaño y calidad para su uso en aplicaciones prácticas. A medida que se logren estos avances, se espera que el diamante hexagonal se adapte a aplicaciones industriales específicas y, eventualmente, se convierta en un material clave en diversas tecnologías, allanando el camino para su adopción en el mercado global.
