2024-04-25Un nuevo método para fabricar diamantes no requiere presión extrema
Science News |Diamantes cultivados en laboratorio formados sin apretar en un líquido de galio, hierro, níquel y silicio.Los diamantes en la naturaleza se forman bajo una inmensa presión en el manto de la Tierra. Pero una nueva técnica de laboratorio permite que los diamantes eviten la presión.
El método más común para producir diamantes sintéticos, conocido como crecimiento a alta presión y alta temperatura, o HPHT, requiere alrededor de 5 gigapascales de presión, similar a la del manto superior donde los diamantes se forman de forma natural. Con esta técnica, el carbono disuelto en metal líquido forma diamantes a temperaturas de alrededor de 1.400° Celsius.
Pero los diamantes se pueden cultivar a presión atmosférica en un líquido de galio, hierro, níquel y silicio expuesto a un gas de metano rico en carbono, así como a hidrógeno, informan los científicos el 24 de abril en Nature. La técnica también requería temperaturas más bajas que HPHT: 1025° C. La adición de silicio en particular parece iniciar las etapas iniciales de crecimiento, permitiendo que una pequeña porción de diamante se nucle, dice el químico físico Rodney Ruoff. A partir de ahí, el resto del cristal puede crecer.
Una hoja de diamantes creció dentro de un líquido de galio, hierro, níquel y silicio. INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS
La demanda de diamantes no se trata sólo de piedras preciosas. Los científicos pueden usar diamantes para todo, desde detectar campos magnéticos hasta buscar nuevas partículas subatómicas (SN: 19/09/22; SN: 17/06/19). El nuevo método podría facilitar la generación de dichos materiales. "Las síntesis no necesitan depender de equipos costosos o complicados", dice Ruoff, del Instituto de Ciencias Básicas y Centro de Materiales de Carbono Multidimensionales en Ulsan, Corea del Sur.
Otra técnica para producir diamantes en el laboratorio, llamada deposición química de vapor (CVD), se realiza a bajas presiones, depositando sobre una superficie un vapor de gas rico en carbono. A diferencia de CVD y HPHT, la nueva técnica no utiliza una “semilla” de diamante, un trozo inicial de diamante para iniciar el crecimiento.
CVD y HPHT se utilizan ampliamente en la industria de la joyería. Queda por ver si la nueva técnica permitirá fabricar diamantes destinados al uso de joyas.
CITAS
Yan Gong et al. Crecimiento de diamante en metal líquido a 1 atm de presión. Naturaleza. Publicado en línea el 24 de abril de 2024. doi: 10.1038/s41586-024-07339-7.
Acerca de Emily Conover
La escritora de física Emily Conover tiene un doctorado. en física de la Universidad de Chicago. Ha ganado dos veces el premio Newsbrief de la Asociación de Escritores Científicos de DC.
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