Descobert un nou mètode que permet crear diamants artificials en 150 minuts

Un equip d'investigació de diversos científics de l'Institut Nacional de Ciència i Tecnologia d'Ulsan, a Corea del Sud, ha desenvolupat un mètode innovador per a fabricar diamants artificialment sense la necessitat de pressions extremes.

La realitat és que els diamants sintetitzats artificialment en laboratoris no són un descobriment nou; de fet, fa gairebé 50 anys ja s'havia descobert un mètode utilitzant sulfur de ferro fos i reproduint les condicions d'alta pressió i temperatura, però el procés mantenia tot un seguit d'inconvenients que dificultaven obtenir una producció adequada a la demanda: una pressió i una temperatura molt alta i la necessitat d'un altre diamant que serveixi com a nucli.

Ara, la descoberta de l'equip d'investigadors de Corea del Sud, que s'ha publicat a Nature, ha aconseguit fer-ho de manera molt més simple evitant gairebé totes les dificultats.

Els científics d'aquest centre coreà fabriquen els seus diamants en només 150 minuts, sota pressions d'1 sola atmosfera i sense la necessitat d'un nucli de diamant. Sí que requereixen temperatures superiors als mil graus, però és el més fàcil d'aconseguir.

Com es formen els diamants de manera natural?

El procés de creació dels diamants de manera natural és el motiu principal pel qual són tan valuosos: es necessiten milers de milions d'anys, en què la roca de l'escorça terrestre és sotmesa a condicions extremament altes de pressió i temperatura.

Quan es reuneixen totes les condicions necessàries, el carboni present de manera natural a l'interior de la Terra es transforma en diamants, que poden arribar a la superfície, per exemple, amb erupcions volcàniques.

La temperatura requerida ronda els 1.400 graus i la pressió és de, com a mínim, 5 gigapascals, una xifra altíssima tenint en compte que la pressió atmosfèrica normal a la Terra és de 1.013 hectopascals.

Aquest procés és tan complicat d'aconseguir de manera natural, que els científics fa anys que intenten fabricar-los sintèticament. Alguns, de manera satisfactòria, però el procés encara comptava amb inconvenients que dificultaven la producció.

El nou mètode artificial

L'equip de científics coreà ha desenvolupat un mètode que consisteix en una barreja de metalls formada per gal·li, ferro, níquel i silici que es fonen a 1.025 graus de temperatura i 1 atmosfera de pressió (l'equivalent a 0,000101325 gigapascals). Tot això, dins una carcassa de grafit i en condicions de buit absolut.

Aquesta carcassa s'escalfa de pressa i es refreda mentre que s'exposa a una barreja de metà i hidrogen. Les molècules de metà estan formades per 1 àtom de carboni i 4 d'hidrogen. És aquí on trobem la font de carboni que es convertirà en diamant al final del procés.

En només 15 minuts es comencen a formar petitíssims cristalls de diamant, i en 150 minuts s'aconsegueix una pel·lícula contínua de diamants sintètics.

La concentració de diamants dins aquesta barreja de metalls no és molt alta, però els científics creuen que poden perfeccionar el mètode modificant lleugerament les condicions per augmentar la producció.

La investigació es troba encara en fases inicials, però posa la primera pedra d'un camí per a la producció en massa de diamants artificials.

Molt més que un adorn

Els diamants són popularment coneguts per ser una de les joies més cotitzades mundialment, però la seva utilitat va molt més enllà de la joieria. Les seves propietats el fan molt valuós en altres àmbits com la indústria, per la seva duresa; en la medicina, per aplicacions odontològiques; o en l'electrònica, on s'està començant a treballar en l'elaboració d'ordinadors quàntics, detectors de radiació i làsers.  

Tot això fa que es necessitin més diamants dels que es poden aconseguir naturalment, i és per aquesta circumstància que les investigacions com les de l'equip sud-coreà que presenten resultats tan bons són tan importants per la comunitat científica i, també, per la població en general.