Los investigadores crean diamantes puros a partir de materiales traza en combustibles fósiles

Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, los diamantes fueron extraordinariamente raros y no había forma de producirlos artificialmente. Los científicos han aprendido a fabricar diamantes en laboratorios, pero el proceso presenta numerosos inconvenientes. Investigadores de la Universidad de Stanford y SLAC National Accelerator Laboratory han estado trabajando en una nueva técnica. Según un nuevo estudio, el equipo ha logró producir diamantes puros utilizando un material traza que se encuentra en los depósitos de combustibles fósiles.

Los diamantes siempre han sido apreciados por su apariencia, pero su combinación única de claridad óptica y dureza significa que también son útiles hoy en día en medicina, detección biológica, fabricación e incluso computación cuántica. Los diamantes naturales se forman en las profundidades de la corteza terrestre, donde las temperaturas y la presión comprimen el carbono en una red de diamantes. Recrear eso en el laboratorio siempre ha requerido una gran cantidad de energía, tiempo o la adición de un catalizador metálico que deja impurezas en el producto final.

Los científicos han estudiado durante mucho tiempo una clase de moléculas llamadas diamondoides para comprender mejor las propiedades de los diamantes. Los diamondoides se encuentran naturalmente en depósitos de combustibles fósiles como el petróleo crudo y el gas natural y consisten en carbono e hidrógeno. Cuando se aíslan, los diamondoides se ven como un polvo fino y blanco, pero a nivel molecular, contienen la estructura de unidad de 'jaula' más pequeña de la red cristalina del diamante. Los investigadores recolectaron tres formas diferentes de diamondoide para probar.



Estructuras diamondoideas. El triamantano es una molécula de tres jaulas.

Oportunamente, necesitas diamantes para hacer diamantes a partir de diamondoides. El equipo cargó las muestras en una celda de yunque de diamante, que puede someter pequeños objetos a una presión increíble. A continuación, calentaron las muestras comprimidas con un láser. En estas condiciones, los enlaces de carbono se reorientan hacia la red de diamante estándar y los átomos de hidrógeno se desprenden. Un diamondoide de tres jaulas llamado triamantano resultó ser el mejor para formar diamantes. Se necesitaron 20 gigapascales de presión y una temperatura de 1,160 grados Fahrenheit (626 grados Celsius) para transformar el polvo de triamantano en un diamante puro.

Este proceso es más rápido y económico que otros métodos de producción de diamantes, pero tiene un gran inconveniente: la escala. Una celda de yunque de diamante solo puede comprimir muestras muy pequeñas, por lo que solo puede hacer diamantes microscópicos a partir de diamondoides, al menos por ahora. Este proceso podría ayudar a los científicos a comprender mejor lo que se necesita para hacer un diamante y mejorar la forma en que se producen en el laboratorio.

Crédito de la imagen superior: Andrew Brodhead / Universidad de Stanford

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