Un estudio ha utilizado la supercomputación para analizar el comportamiento de los diamantes a altas presiones

Los diamantes son una de las piedras preciosas más cotizadas en el mundo de la joyería, no solo debido a sus propiedades, sino a la dificultad para producirlos en un laboratorio. La mayoría de las técnicas para fabricar diamantes suponen aplicar calor o presiones muy elevadas.

Los métodos de fabricación han ido avanzando a pesar de su elevado coste y ahora el reto es crear un diamante aún más duro que los que se encuentran en la naturaleza. El objetivo es fabricar uno de los materiales estables más resistentes del planeta.

Una investigación publicada en The Journal of Physical Chemistry Letters puede suponer uno de los primeros pasos para conseguir diamantes artificiales más resistentes. El proceso utilizaría moléculas de carbono para reconfigurar los enlaces de los átomos de los diamantes y crear uniones más fuertes en un laboratorio.

Los diamantes tienen una estructura formada por ocho átomos (fase de formación conocida como BC8) que le aporta su enorme resistencia. El potencial de este material es elevado y en los laboratorios se espera que la configuración de sus enlaces sea hasta un 30% más resistente.

El estudio ha utilizado un superordenador con precisión cuántica

El estudio ha contado con la colaboración de físicos de Estados Unidos y Suecia, quienes han realizado simulaciones de dinámica molecular con precisión cuántica. Para ello han utilizado un superordenador en el que han analizado el comportamiento del diamante bajo alta presión, lo que supone un aumento de la temperatura que le haría ser inestable.

Los datos del comportamiento del diamante permiten conocer las condiciones que podrían empujar a los átomos de carbono hacia el interior del material. La fase BC8 que da lugar a esta piedra preciosa se produce con la unión de dos materiales: silicio y germanio.

El carbono no tiene fase BC8 en la Tierra, lo que ha llevado a cambiar el rumbo de las investigaciones realizadas hasta el momento. El BC8 solo se ha encontrado en ciertos lugares del Universo con una enorme presión o en el interior de los exoplanetas.

Los científicos tienen la teoría de que es la forma más dura de carbono que se puede encontrar en el Universo, pero debe permanecer estable a presiones superiores a 10 millones de veces la presión atmosférica de la Tierra.

Todos los intentos de traer carbono BC8 a la Tierra han fracasado

El diamante es tan duro debido a su estructura atómica en forma de red tetraédrica. «La fase BC8 del carbono en condiciones ambientales probablemente sería más resistente que el diamante», asegura Jon Eggert, físico del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. El carbono es la clave para crear el material más duro del planeta, pero hay que conseguir estabilizarlo más cerca de casa.

Aún no se ha encontrado una forma realista de traer carbono BC8 a la Tierra y mucho menos cómo estabilizarlo para que pueda existir en condiciones ambientales normales. La única solución es crearlo de manera artificial.

La Universidad del Sur de Florida ha utilizado la supercomputación para estudiar cómo fabricar este elemento en los laboratorios, pero se espera que sea un proceso lento y costoso.

Fuente: computerhoy.com