Los diamantes industriales no son tan bellos como los naturales.
Científicos llegaron al descubrimiento de un nuevo sistema de aleación de metal líquido para producir diamantes en condiciones moderadas, desafiando las creencias tradicionales sobre la síntesis de esta piedra preciosa. Hasta ahora, el 99% de los diamantes sintéticos se producen utilizando métodos de alta presión y alta temperatur
Estos métodos, conocidos como HPHT, requieren presiones de 5-6 gigapascales (aproximadamente 50.000-60.000 atmósferas) y temperaturas entre 1.300 y 1.600 °C. Este proceso limita el tamaño de las gemas a aproximadamente un centímetro cúbico debido a las limitaciones inherentes a tales condiciones extremas.
El actual proceso para crear diamantes requiere condiciones extremas.
Un equipo de investigadores dirigido por el Rod Ruoff, director del Centro para Materiales de Carbono Multidimensionales (CMCM) en el Instituto de Ciencias Básicas (IBS), lograron cultivar diamantes en condiciones de presión atmosférica y a 1.025 °C usando una aleación de metal líquido compuesta de galio, hierro, níquel y silicio.
Este avance desafía el paradigma existente y abre nuevas posibilidades tanto para estudios científicos básicos como para la producción a gran escala de diamantes mediante métodos innovadores.
Ruoff destacó que este avance pionero es el resultado del ingenio humano, esfuerzos constantes y la cooperación concertada de muchos colaboradores. Los investigadores realizaron una serie de experimentos con varios cientos de ajustes de parámetros antes de lograr el crecimiento de diamantes utilizando un sistema de vacío de pared fría, construido en el laboratorio.
Una larga espera
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Los diamantes creados con el nuevo descubrimiento podrían ser más grandes que los tradicionales.
El director explicó que los científicos habían “realizado los estudios paramétricos en una cámara grande con un volumen interior de 100 litros, y nuestra búsqueda de parámetros que permitieran el crecimiento de diamantes se veía ralentizada por el tiempo necesario para evacuar el aire (unos 3 minutos), purgar con gas inerte (90 minutos), seguido de otra evacuación a nivel de vacío (3 minutos) para que la cámara pudiera llenarse con una mezcla de hidrógeno/metano a 1 atmósfera de presión (otros 90 minutos)".
En total, los investigadores tenían que esperar más de tres horas para poder iniciar el experimento, pero ese problema se solucionó tras una idea reveladora. Ruoff solicitó al Dr. Won Kyung Seong diseñar y construir una cámara mucho más pequeña para reducir significativamente el tiempo necesario para iniciar y finalizar el experimento con el metal líquido expuesto a la mezcla de metano e hidrógeno.
Seong indicó que el nuevo sistema nombrado RSR-S, tenía un volumen interior de solo 9 litros. "Puede evacuarse, purgarse, evacuarse nuevamente y llenarse con la mezcla de metano/hidrógeno en un tiempo total de 15 minutos", agregó el ingeniero.
Los estudios paramétricos se aceleraron enormemente, y esto ayudó a descubrir las condiciones ideales para que los diamantes crezcan en el metal líquido.
