{"id":68493,"date":"2025-02-15T11:17:14","date_gmt":"2025-02-15T16:17:14","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=68493"},"modified":"2025-02-15T11:17:15","modified_gmt":"2025-02-15T16:17:15","slug":"cientificos-cultivan-diamantes-a-presion-atmosferica-en-metal-liquido","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2025\/02\/15\/cientificos-cultivan-diamantes-a-presion-atmosferica-en-metal-liquido\/","title":{"rendered":"Cient\u00edficos cultivan diamantes a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica en metal l\u00edquido"},"content":{"rendered":"\n<p>En un laboratorio de Corea del Sur, un destello con los colores del arco iris llam\u00f3 la atenci\u00f3n de un estudiante de posgrado. Este destello es el producto de algo extraordinario: diamantes, que no nacen de las presiones aplastantes de las profundidades de la Tierra, sino de un dep\u00f3sito de metal l\u00edquido a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica. Estos nuevos diamantes sint\u00e9ticos podr\u00edan cambiar la forma en que fabricamos uno de los materiales m\u00e1s duros y codiciados del mundo.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Rompiendo el molde de los diamantes<br><\/strong>Los diamantes naturales se forjan en el manto superior de la Tierra, donde las temperaturas se elevan a 900-1400\u00b0C y las presiones alcanzan los 5-6 gigapascales, miles de veces m\u00e1s que la presi\u00f3n a nivel del mar. Desde la d\u00e9cada de 1950, los cient\u00edficos han replicado estas condiciones en el laboratorio utilizando m\u00e9todos de alta presi\u00f3n y alta temperatura (HPHT) para crear diamantes sint\u00e9ticos. Pero ahora, un equipo dirigido por Rodney Ruoff en el Instituto de Ciencias B\u00e1sicas de Ulsan, Corea del Sur, ha roto este paradigma, cultivando diamantes a solo 1 atm\u00f3sfera de presi\u00f3n (presi\u00f3n al nivel del mar) y 1.025\u00b0C utilizando una aleaci\u00f3n de metal l\u00edquido.<\/p>\n\n\n\n<p>El camino hacia este avance comenz\u00f3 con un estudio de 2017 que mostr\u00f3 que el galio l\u00edquido podr\u00eda catalizar la producci\u00f3n de grafeno a partir de metano a bajas temperaturas dentro de un sistema de vac\u00edo construido a medida. Intrigado, el equipo de Ruoff se pregunt\u00f3 si el galio tambi\u00e9n podr\u00eda facilitar el crecimiento de diamantes. Sus experimentos inicialmente implicaron sembrar diamantes en galio dopado con silicio, pero los resultados fueron inconsistentes.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1022\" height=\"845\" src=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-46.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-68504\" srcset=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-46.png 1022w, https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-46-300x248.png 300w, https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-46-768x635.png 768w, https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-46-600x496.png 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 1022px) 100vw, 1022px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Diamantes de diversas morfolog\u00edas cultivados en diferentes condiciones de crecimiento. Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias B\u00e1sicas.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Luego, durante un experimento, el estudiante de posgrado Yan Gong not\u00f3 que se formaban peque\u00f1as pir\u00e1mides en el borde de un cristal de diamante. &#8220;Eso nos llev\u00f3 a comprender que el silicio era de alguna manera importante&#8221;, recuerda Ruoff. Pero agregar m\u00e1s silicio s\u00f3lo produjo carburo de silicio, no diamantes.<\/p>\n\n\n\n<p>Sin desanimarse, los cient\u00edficos cambiaron su enfoque y experimentaron con una aleaci\u00f3n de metal l\u00edquido compuesta de galio, hierro, n\u00edquel y silicio. Despu\u00e9s de cientos de ajustes de par\u00e1metros, encontraron oro, o mejor dicho, diamante. Gong recuerda el momento v\u00edvidamente: \u201cUn d\u00eda, not\u00e9 un \u2018patr\u00f3n de arco iris\u2019 que se extend\u00eda sobre unos pocos mil\u00edmetros en la superficie inferior del metal l\u00edquido solidificado. \u00a1Descubrimos que los colores del arco iris se deb\u00edan a los diamantes!\u201d<\/p>\n\n\n\n<p><strong>La ciencia detr\u00e1s del brillo<\/strong><\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"957\" height=\"1023\" src=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-45.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-68502\" srcset=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-45.png 957w, https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-45-281x300.png 281w, https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-45-768x821.png 768w, https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/image-45-600x641.png 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 957px) 100vw, 957px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Crecimiento de diamante en una aleaci\u00f3n de metal l\u00edquido bajo una presi\u00f3n de 1 atm\u00f3sfera. (a) Una fotograf\u00eda que muestra el diamante en estado natural sobre la superficie del metal l\u00edquido solidificado. (b) Una imagen \u00f3ptica de la pel\u00edcula continua de diamante en estado natural sobre la superficie del metal l\u00edquido solidificado. (c) Una imagen \u00f3ptica de la pel\u00edcula de diamante en estado natural transferida sobre una rejilla de Cu TEM recubierta con una pel\u00edcula de carbono amorfo perforada Quantifoil. (d) Una imagen topogr\u00e1fica de microscop\u00eda de fuerza at\u00f3mica de la pel\u00edcula de diamante en estado natural transferida sobre la rejilla de Cu TEM. (e) Una imagen de TEM de secci\u00f3n transversal de una part\u00edcula de diamante en estado natural sobre la superficie del metal l\u00edquido solidificado. (f) Una imagen de TEM de resoluci\u00f3n at\u00f3mica del diamante en estado natural. (g) Una imagen de microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido que muestra un diamante en estado natural (parcialmente) sumergido en el metal l\u00edquido solidificado. (h) Esquema que muestra la difusi\u00f3n del carbono que conduce al crecimiento del diamante en la superficie inferior del metal l\u00edquido. Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias B\u00e1sicas<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>El m\u00e9todo de metal l\u00edquido del equipo implica exponer la aleaci\u00f3n a una mezcla de metano e hidr\u00f3geno a 1.025\u00b0C. El carbono del metano se difunde en el metal l\u00edquido, donde se acumula en una capa subsuperficial delgada y amorfa. Esta capa, rica en carbono y silicio, sirve como lugar de nacimiento para la nucleaci\u00f3n del diamante.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201cAproximadamente el 27% de los \u00e1tomos en la superficie superior de esta regi\u00f3n amorfa eran \u00e1tomos de carbono\u201d, dice el coautor Myeonggi Choe. Las im\u00e1genes de alta resoluci\u00f3n revelaron que los diamantes se nuclean y crecen en esta capa, fusion\u00e1ndose finalmente para formar una pel\u00edcula continua.<\/p>\n\n\n\n<p>El proceso comenz\u00f3 con la aparici\u00f3n de peque\u00f1os cristales de diamante aislados tras tan solo 15 minutos de crecimiento. Con el tiempo, estos cristales se hicieron m\u00e1s grandes y se fusionaron en pel\u00edculas continuas. A los 150 minutos, los investigadores hab\u00edan producido una pel\u00edcula de diamante casi completa, con solo unos pocos huecos restantes.<\/p>\n\n\n\n<p>Los c\u00e1lculos te\u00f3ricos sugieren que el silicio estabiliza peque\u00f1os grupos de carbono, que act\u00faan como &#8220;pren\u00facleos&#8221; para la formaci\u00f3n de diamantes. Sin silicio, no crec\u00edan diamantes, lo que sugiere que ayuda a catalizar la formaci\u00f3n de cristales de diamante.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Implicaciones y preguntas<br><\/strong>Las implicaciones pueden ser importantes. Por un lado, podr\u00eda hacer que la s\u00edntesis de diamantes sea m\u00e1s accesible y asequible. Los m\u00e9todos tradicionales de HPHT requieren equipos costosos y consumen grandes cantidades de energ\u00eda. El nuevo m\u00e9todo, por el contrario, funciona a presi\u00f3n ambiente y temperaturas m\u00e1s bajas, lo que potencialmente reduce los costos y el consumo de energ\u00eda. Los diamantes tienen una conductividad t\u00e9rmica, dureza y propiedades electr\u00f3nicas excepcionales. Estas cualidades los hacen ideales para su uso en electr\u00f3nica de alta potencia, computaci\u00f3n cu\u00e1ntica e incluso dispositivos m\u00e9dicos.<\/p>\n\n\n\n<p>Pero quedan muchas preguntas. \u00bfPor qu\u00e9 funciona esta combinaci\u00f3n espec\u00edfica de metales? \u00bfQu\u00e9 tan estables son estos diamantes? \u00bfSe puede perfeccionar el proceso para producir diamantes m\u00e1s grandes y puros? Ruoff es optimista. \u201cHay muchas v\u00edas interesantes por explorar\u201d, afirma.<\/p>\n\n\n\n<p>Los hallazgos aparecieron en la revista <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-024-07339-7\">Nature<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p>Fuente: <a href=\"https:\/\/www.zmescience.com\/science\/news-science\/scientists-grow-diamonds-at-atmospheric-pressure-in-liquid-metal-and-its-a-game-changer\/\">ZME Science<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>En un laboratorio de Corea del Sur, un destello con los colores del arco iris llam\u00f3 la atenci\u00f3n de un estudiante de posgrado. Este destello es el producto de algo extraordinario: diamantes, que no nacen de las presiones aplastantes de las profundidades de la Tierra, sino de un dep\u00f3sito de metal l\u00edquido a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica. 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