Los diamantes del futuro: creados en laboratorio en solo 15 minutos a temperatura ambiente

Un avance científico permite fabricar diamantes auténticos a temperatura y presión normales, revolucionando su producción

Desde su formación en las profundidades de la Tierra hasta su uso en joyería o tecnología, los diamantes tienen una estructura cristalina única que los hace extremadamente duros. En la naturaleza, estos se forman bajo condiciones de calor y presión extremas. En el laboratorio, técnicas como HPHT y deposición química de vapor intentan replicar este proceso, aunque con limitaciones. Ahora, un nuevo método promete cambiar las reglas del juego.

En un avance impresionante, un equipo liderado por Rodney Ruoff, químico físico del Instituto de Ciencia Básica en Corea del Sur, ha desarrollado un método para crear diamantes a temperatura y presión normales. Este descubrimiento desafía las técnicas tradicionales, como el crecimiento de diamantes a alta presión y temperatura (HPHT), y elimina la necesidad de un diamante inicial para iniciar el proceso.

El nacimiento de los diamantes naturales

En la naturaleza, los diamantes se forman a entre 90 y 150 kilómetros de profundidad, donde las temperaturas alcanzan los 1.100 ºC y las presiones son descomunales. Estas condiciones permiten que los átomos de carbono se unan en una estructura cristalina única, creando los diamantes. Posteriormente, erupciones volcánicas históricas los transportaron hacia la superficie, alojándolos en rocas volcánicas como la kimberlita.

Recrear estas condiciones en laboratorio ha sido un desafío constante. El método HPHT, que replica la presión y temperatura extremas, ha sido el estándar, pero requiere energía significativa y produce diamantes pequeños, del tamaño de un arándano. Otra técnica, la deposición química de vapor, intenta superar estas limitaciones, pero aún necesita un diamante inicial como semilla.

Una nueva forma de crear diamantes

El método de Ruoff comienza con un crisol de grafito que contiene galio calentado eléctricamente y una pequeña cantidad de silicio. Este galio, un metal con propiedades catalíticas, fue elegido tras estudios que demostraron su capacidad para formar grafeno, un material a base de carbono.

El equipo diseñó una cámara especial, a presión atmosférica, para experimentar con diferentes mezclas de gases y determinar la mejor combinación. Tras numerosos ensayos, descubrieron que una mezcla de galio, níquel, hierro y silicio catalizaba eficientemente el crecimiento de los diamantes. Lo más sorprendente es que los primeros cristales aparecían en solo 15 minutos, y en dos horas y media se formaba una película de diamante completa.

¿Por qué funciona este método?

Aunque aún no se comprende completamente el mecanismo detrás de esta técnica, los investigadores creen que la reducción de temperatura durante el proceso impulsa el carbono del gas metano hacia el centro del crisol, donde se cristaliza en diamante. El papel del silicio es fundamental; sin él, no se forman diamantes, lo que sugiere que actúa como una semilla para la cristalización del carbono.

Limitaciones y futuro del método

Actualmente, los diamantes producidos con este método son extremadamente pequeños, mucho más que los creados con el método HPHT, lo que los hace inviables para joyería. Sin embargo, tienen un gran potencial para aplicaciones tecnológicas, como herramientas de corte o pulido. Además, la simplicidad del proceso a baja presión podría facilitar una producción a gran escala en el futuro.

Ruoff es optimista sobre las posibilidades comerciales de esta técnica. “En uno o dos años, podríamos tener una imagen más clara del impacto potencial,” señaló.

Este descubrimiento no solo redefine cómo se pueden fabricar diamantes, sino que también abre la puerta a nuevas aplicaciones y posibilidades tecnológicas, marcando un emocionante capítulo en la evolución de las gemas sintéticas. Solo el tiempo dirá hasta dónde puede llevarnos esta innovación.

REFERENCIA

Growth of diamond in liquid metal at 1 atm pressure