El equipo liderado por el Dr. Mingguang Yao aplicó 300,000 atmósferas de presión al grafito y altas temperaturas para formar la estructura hexagonal.
- Lonsdaleita: forma de diamante hexagonal, 40 % más dura que el diamante común.
- Creada en laboratorio por científicos chinos tras 50 años de intentos.
- Presión extrema: 30 GPa (~300.000 atmósferas) sobre grafito.
- Alta temperatura: hasta 1.100 °C para estabilizar la estructura.
- Tamaño récord: cristales de hasta 1,2 mm.
- Potencial en electrónica, corte industrial y recubrimientos resistentes al calor.
- Aún no es viable su producción a escala, pero promete aplicaciones sostenibles.
Un diamante con un giro estructural
La lonsdaleita es una forma hexagonal del carbono, una variante del diamante convencional con propiedades físicas superiores. Descubierta en 1967 en restos de meteoritos, ha sido objeto de estudio durante décadas por su dureza teórica, superior incluso a la del diamante cúbico tradicional.
Lo que hace única a la lonsdaleita es su estructura cristalina hexagonal, en contraste con la disposición cúbica del diamante común. Esta configuración le otorga una resistencia direccional mejorada, ideal para aplicaciones que demandan tolerancia extrema al estrés mecánico.
Nombrada en honor a Dame Kathleen Lonsdale, pionera en cristalografía, esta forma de carbono representa un avance crucial en el diseño de materiales ultrarresistentes.
De grafito a diamante hexagonal
El equipo liderado por el Dr. Mingguang Yao en la Universidad de Jilin logró sintetizar lonsdaleita al someter grafito a una presión de aproximadamente 30 gigapascales (GPa), lo que equivale a más de 300.000 atmósferas.
Simultáneamente, aplicaron temperaturas de hasta 1.100 grados Celsius (2.012 °F), lo necesario para reorganizar los átomos de carbono en la codiciada estructura hexagonal sin que colapsen a fases más comunes.
Este proceso exige un control preciso de presión, temperatura y tiempo, un equilibrio inestable que, de fallar, arruina por completo la formación del material.
Más dura que el diamante
Los ensayos revelaron que la lonsdaleita es un 40 % más dura que el diamante tradicional. Mientras este último ya es referencia en herramientas de corte, la nueva forma promete superar sus capacidades, especialmente en entornos con altas presiones o temperaturas.
A diferencia del diamante convencional, que se forma con presiones menores, la lonsdaleita requiere condiciones seis veces más extremas, lo que hasta ahora había hecho imposible su síntesis a escala visible.
Tamaños útiles para la industria
En esta investigación se alcanzó un logro inédito: cristales de hasta 1,2 milímetros de diámetro. Aunque aún pequeños para muchos usos industriales, su tamaño ya permite pruebas prácticas fuera del entorno microscópico.
Esto abre el camino para pensar en una producción industrial a futuro, algo impensable hasta hace pocos años.
Estabilidad térmica clave
Una de las propiedades más destacadas es su estabilidad térmica. A diferencia de otros materiales superduros, la lonsdaleita permanece estable a temperaturas extremas, lo que la convierte en candidata ideal para componentes electrónicos o mecánicos sometidos a calor elevado.
Sin un control térmico preciso durante la fabricación, la estructura puede colapsar. Por eso, los científicos también investigan rampas térmicas controladas para garantizar un crecimiento cristalino correcto.
¿Producción masiva? Aún no
La síntesis de lonsdaleita aún no es viable a escala industrial. Reproducir las condiciones extremas de presión y temperatura de forma constante representa un desafío técnico y económico.
El equipo trabaja en encontrar catalizadores químicos y aditivos que reduzcan las exigencias energéticas del proceso. La clave está en hacer viable su fabricación con costos razonables.
Inspiración en impactos cósmicos
En la naturaleza, la lonsdaleita se forma por el impacto de meteoritos, donde se generan presiones y temperaturas enormes en fracciones de segundo. Emular estas condiciones en un laboratorio no ha sido tarea sencilla.
Sin embargo, la capacidad de replicar esos eventos astronómicos en un entorno controlado representa un paso gigantesco en ciencia de materiales.
Aplicaciones más allá de la joyería
Este nuevo tipo de diamante tiene aplicaciones prometedoras en sectores como:
- Electrónica de alta temperatura.
- Herramientas de corte industriales.
- Revestimientos ultrarresistentes al desgaste.
- Componentes mecánicos sometidos a fricción extrema.
A largo plazo, incluso podría sustituir materiales tóxicos o contaminantes como el amianto en algunos usos estructurales, gracias a su durabilidad y estabilidad térmica.
Potencial de esta tecnología
La lonsdaleita puede convertirse en una pieza clave para la sostenibilidad tecnológica. Su extrema dureza y resistencia al calor podrían prolongar la vida útil de herramientas y componentes, reduciendo el consumo de materiales y energía en su reemplazo.
Además:
- Reduce la dependencia de minerales conflictivos, al poder fabricarse a partir de grafito común.
- Permitiría reemplazar recubrimientos contaminantes o cancerígenos como el amianto, especialmente en entornos industriales.
- Su capacidad para operar en altas temperaturas sin degradarse la hace ideal para turbinas, reactores o sistemas solares concentrados, mejorando su eficiencia y reduciendo el mantenimiento.
Si los procesos de síntesis logran escalarse y optimizarse, la lonsdaleita podría impulsar un cambio en la forma en que fabricamos y conservamos recursos. Estamos ante una tecnología que, aunque en su infancia, tiene el potencial de reforzar la transición hacia una industria más limpia, eficiente y resiliente.
Más información: General approach for synthesizing hexagonal diamond by heating post-graphite phases | Nature Materials
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