Imagen de ilustración Pixabay
La técnica empleada combina alta presión y alta temperatura para producir pequeños discos de este diamante ultraduro. Publicados en Nature, estos resultados podrían revolucionar campos como la electrónica o la fabricación de herramientas de perforación. Los diamantes tradicionales, reconocidos por su dureza, podrían así ser reemplazados.
La estructura molecular de los diamantes ordinarios se basa en átomos de carbono formando tetraedros perfectos. Esta organización, denominada cúbica centrada en las caras, es lo que confiere al diamante su resistencia excepcional. La lonsdaleíta, por su parte, presenta una estructura hexagonal, con capas de carbono dispuestas de manera diferente.
El equipo de Wenge Yang reprodujo en laboratorio las condiciones extremas de un impacto meteorítico para sintetizar este diamante hexagonal. Comprimiendo grafito purificado a presiones equivalentes a 200.000 atmósferas y calentándolo con láser, obtuvieron este material prometedor. A pesar de la presencia de impurezas, los análisis confirmaron la estructura hexagonal.
Diferencias estructurales entre el diamante cúbico (izquierda) y el diamante hexagonal (derecha).
Crédito: Ralf Riedel
Las aplicaciones potenciales de la lonsdaleíta son amplias, desde la electrónica de alto rendimiento hasta las tecnologías cuánticas. Sin embargo, es necesaria la producción de cristales más grandes y puros para explotar plenamente sus propiedades. Los investigadores estiman que su adopción industrial podría tomar alrededor de una década.
¿Qué es la lonsdaleíta?
La lonsdaleíta es una forma de diamante con una estructura cristalina hexagonal, diferente de la estructura de los diamantes ordinarios. Fue identificada inicialmente en meteoritos, donde se forma bajo el efecto de presiones y temperaturas extremas.
Esta variante de diamante es teóricamente más dura que el diamante cúbico clásico, gracias a su disposición atómica única. Los átomos de carbono están dispuestos en capas alternadas, lo que podría ofrecer una resistencia aumentada a las deformaciones.
La síntesis de la lonsdaleíta en laboratorio representa un avance significativo. Permite estudiar sus propiedades sin depender de raras muestras meteoríticas, abriendo el camino a aplicaciones industriales.
A pesar de estos progresos, persisten problemáticas, como la producción de cristales puros y de tamaño suficiente. Estos obstáculos deben superarse para que la lonsdaleíta pueda utilizarse a gran escala.
¿Cómo se sintetiza la lonsdaleíta?
La síntesis de la lonsdaleíta requiere condiciones extremas, similares a las encontradas durante un impacto meteorítico. Los investigadores utilizan una celda de yunque de diamante para generar presiones colosales, combinadas con calentamiento láser.
El proceso comienza con grafito purificado, una forma de carbono menos densa. Bajo presión, las capas de grafito se reordenan para formar la estructura hexagonal característica de la lonsdaleíta.
El dominio de estos parámetros es crucial para evitar la formación de un diamante cúbico clásico o de impurezas. Los investigadores ajustan cuidadosamente la presión y la temperatura para favorecer la formación de lonsdaleíta.
Este método de síntesis ofrece un control preciso sobre la formación del material. Constituye un paso hacia la producción de lonsdaleíta para aplicaciones prácticas.