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Investigadores del Centro para Materiales de Carbono Multidimensionales (CMCM) en el Instituto de Ciencias Básicas (IBS) han alcanzado un avance revolucionario en la síntesis de diamantes.
A través de un artículo publicado en Nature, explicaron cómo utilizaron una aleación de metal líquido a temperatura ambiente para cultivar diamantes con éxito, desafiando las prácticas convencionales en la formación de estas piedras preciosas.
Tradicionalmente, la síntesis de diamantes ha dependido de condiciones extremas de presión y temperatura que imitan el proceso natural en las profundidades terrestres.
El nuevo método, que emplea una aleación líquida compuesta de galio, hierro, níquel y silicio, ofrece una alternativa. Este enfoque facilita la nucleación y el crecimiento de diamantes a temperatura ambiente, simplificando considerablemente el proceso en comparación con las técnicas convencionales.
Este avance promete revolucionar la producción de diamantes, permitiendo su producción a gran escala y a bajo costo, marcando un antes y un después en el campo de la ciencia de materiales.
El descubrimiento que cambia la industria de los diamantes
Un reciente artículo publicado en Nature reveló un avance significativo en la síntesis de diamantes, prescindiendo de las altas presiones habitualmente necesarias en la formación natural de estas gemas.
En lugar de depender del métodoHPHT (Alta Presión y Alta Temperatura), este enfoque emplea una solución de metales líquidos a temperatura ambiente.
La solución, compuesta principalmente de galio, hierro, níquel y silicio, es expuesta a gas metano rico en carbono a una temperatura de solo 1.025ºC, considerablemente más baja que los 1.400ºC requeridos por el método HPHT.
El silicio juega un papel crucial al facilitar las etapas iniciales de nucleación y crecimiento del diamante, permitiendo la formación del núcleo necesario para su desarrollo completo.
Este avance no solo tiene implicaciones en la producción de joyería de alta calidad, sino también en aplicaciones científicas avanzadas, como detectores de materia oscura y sensores de campos magnéticos.
A diferencia de otros métodos que requieren diamantes iniciales para su producción, esta técnica ofrece un proceso más eficiente y accesible para la creación de diamantes de manera escalable y económicamente viable.
Un nuevo sistema acelera la búsqueda de parámetros ideales
En el Centro para Materiales de Carbono Multidimensionales (CMCM), los científicos enfrentaron un desafío significativo en sus investigaciones sobre el crecimiento de diamantes en metal líquido.
La cámara experimental original, con un volumen de 100 litros, requería más de tres horas de preparación antes de cada experimento, lo que constituía un obstáculo considerable para la eficiencia del proceso.
Rod Ruoff, como director del CMCM, delegó a Won Kyung Seong la tarea de diseñar y construir una cámara experimental considerablemente más pequeña. De esta colaboración surgió el sistema RSR-S, caracterizado por un volumen interior reducido a tan solo 9 litros.
El nuevo diseño del RSR-S permitió a los investigadores realizar experimentos con una rapidez sin precedentes, acelerando significativamente la exploración de las condiciones óptimas.