Unos científicos han desarrollado un nuevo método para sintetizar diamantes a presión atmosférica y sin necesidad de un diamante inicial. Este avance podría facilitar la producción de estas valiosas gemas en laboratorio.
Los diamantes obtenidos con esta nueva técnica son en su mayoría puros, pero demasiado pequeños para ser montados en joyas.
Crédito: Institute for Basic Science
Los diamantes naturales se forman en el manto terrestre, bajo enormes presiones y temperaturas extremadamente altas. Actualmente, la mayoría de los diamantes artificiales se producen mediante el método HPHT (alta presión alta temperatura), que imita estas condiciones extremas. Sin embargo, esta técnica es costosa y requiere equipos complejos.
Otro método, llamado deposición química en fase vapor (CVD), evita algunas de las restricciones de HPHT pero aún requiere una semilla de diamante.
La nueva técnica, desarrollada por un equipo dirigido por Rodney Ruoff del Instituto de Ciencias Básicas en Corea del Sur, supera estos obstáculos. Los resultados se han publicado en la revista
Nature.
El crisol de diamante
Este método innovador utiliza galio calentado con un poco de silicio en un crisol de grafito. Se eligió el galio porque puede catalizar la formación de grafeno, una forma de carbono puro. El crisol se coloca en una cámara mantenida a presión atmosférica, a través de la cual se inyecta un gas metano rico en carbono. Esta cámara, diseñada por Won Kyung Seong, permite ensayos rápidos con diferentes concentraciones de metales y gases.
Los investigadores descubrieron que una mezcla de galio, níquel y hierro, con una pizca de silicio, era ideal para catalizar el crecimiento de diamantes. En solo 15 minutos, los diamantes se forman en la base del crisol. En dos horas y media, aparece una película de diamante más completa. Los análisis mostraron que esta película es en su mayoría pura, con algunos pocos átomos de silicio.
El mecanismo exacto sigue por elucidarse, pero parece que una disminución de temperatura induce al carbono del metano hacia el centro del crisol, donde se cristaliza en diamante. Probablemente, el silicio actúa como una semilla para esta cristalización.
Sin embargo, este nuevo método produce diamantes muy pequeños, mucho más pequeños que los obtenidos por HPHT. Por lo tanto, son demasiado pequeños para ser utilizados como joyas. Las aplicaciones potenciales en áreas tecnológicas como el pulido y la perforación están por explorar. Aun así, esta técnica a presión ambiente podría aumentar significativamente la producción de diamantes en el futuro. Rodney Ruoff estima que en uno o dos años, tendremos una mejor idea de los posibles impactos comerciales.
Fuente: Nature