Una delgada película de plástico se convirtió, por primera vez en la historia, en pequeños diamantes en un abrir y cerrar de ojos después de haber sido disparada con un rayo láser.
Los diamantes sintéticos son valiosos por su dureza y se utilizan para fabricar herramientas de corte y pulido de alta calidad, pero también lo son por su conductividad térmica y aislamiento eléctrico.
Abrir la producción de diamantes sintéticos a partir de plástico podría generar una mayor demanda de botellas de agua y otros recipientes que a menudo terminan en el mar.
El avance también tiene implicaciones para la ciencia planetaria, y los investigadores que lograron la transformación de esta piedra filosofal dijeron que arroja luz sobre lo que sucede dentro de los gigantes de hielo Neptuno y Urano.
¿Cómo se convirtió exactamente algo que cuesta centavos en el mineral más duro y uno de los más raros de la Tierra?
En su nivel fundamental, los diamantes son simplemente una forma sólida de carbono, dispuesta en una estructura cristalina particular junto con el hidrógeno y el oxígeno.
En las pruebas, una lámina de plástico PET (tereftalato de polietileno) utilizada para envasar alimentos y bebidas se calentó con un rayo láser hasta 6000 °C. El PET está hecho de petróleo, que en la industria se conoce como “hidrocarburo”.
La prueba comprimió el plástico bajo un peso equivalente a millones de veces la presión atmosférica de la Tierra durante unas mil millonésimas de segundo. Esta increíble experiencia reconfiguró las moléculas del plástico en un nanodiamante.
“Hasta ahora, los diamantes de este tipo se han producido principalmente mediante la detonación de explosivos”, dijo el profesor Dominik Kraus, de la Universidad de Rostock, Alemania, y coautor del estudio. “Con la ayuda de los flashes láser, podrían fabricarse de manera mucho más limpia en el futuro”.
El láser disparó diez destellos a la película de plástico, después de lo cual los nanodiamantes se formaron y cayeron en un tanque colector lleno de agua. Allí se desaceleran y luego se pueden filtrar y recolectar.
“Hasta ahora, usábamos películas de hidrocarburos para este tipo de experimentos. Y descubrimos que esta presión extrema producía pequeños diamantes”, explicó Krauss. “PET tiene un buen equilibrio entre carbono, hidrógeno y oxígeno para simular la actividad en los planetas de hielo”.
Demostrar que se puede hacer con plástico lleva el concepto a un nivel completamente nuevo de conveniencia para la producción en la Tierra, y también revela cómo los nanodiamantes podrían formarse en grandes cantidades en gigantes de hielo como Neptuno y Urano.
Los gigantes de hielo contienen carbono, hidrógeno y grandes cantidades de oxígeno. El nuevo estudio publicado en Science Advances confirmó que realmente llueven diamantes dentro de gigantes de hielo en el borde del sistema solar.
“El efecto del oxígeno fue acelerar la división del carbono y el hidrógeno y así fomentar la formación de nanodiamantes. Significaba que los átomos de carbono podían combinarse más fácilmente y formar diamantes”.
Las temperaturas en el interior de Neptuno y Urano alcanzan varios miles de grados centígrados y la presión es millones de veces mayor que la de la atmósfera terrestre. Arriba, la atmósfera exterior de gases es uno de los lugares más fríos del sistema solar.
Esto crea tormentas que producen granizo de diamantes. Los científicos creyeron que este era el caso durante 40 años, y estudios recientes han reforzado aún más esta hipótesis.
