Creato un diamante paracristallino quasi impossibile da distruggere

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Un team internazionale di ricercatori ha sviluppato un metodo per la creazione di un diamante meno fragile. Il gruppo di ricercatori provenienti da Cina, Germania e Stati Uniti ha descritto in un nuovo studio, un approccio alla creazione di un diamante paracristallino e quelli che potrebbero essere i possibili utilizzi di un tale diamante.

Nonostante sappiamo bene che il diamante è il materiale più duro e resistente, queste preziose pietre di carbonio sono anche fragili. Non è infatti difficile tagliare o frantumare un diamante, proprio a causa della loro struttura atomica ordinata.

 

Creare un diamante in laboratorio

Per cercare di creare dei super-diamanti, in grado di conservare la loro durezza ma meno fragili, molti scienziati e ricercatori sono a lavoro da anni, se non decenni. Ma ora sembra che il team di ricercatori sia molto vicino all’obiettivo finale.

Da tempo siamo in grado di creare diamanti partendo dal carbonio. Utilizzando infatti speciali dispositivi simili a una morsa, dove il materiale a base di carbonio viene riscaldato a temperature molto elevate mentre viene sottoposto a pressioni elevate, è possibile creare un diamante.

Partendo da queste tecniche già note, il team di ricercatori è riuscito a creare un diamante speciale, con una struttura meno ordinata e, dunque, meno fragile. Per riuscirci hanno utilizzato un materiale a base di carbonio ricco di fullereni.

 

I fullereni: allotropi del carbonio per creare diamanti paracristallini

I fullereni costituiscono una classe di sostanze allotrope molecolari del carbonio. Le molecole di fullerene, costituite interamente di carbonio, assumono una forma simile a una sfera cava, a un ellissoide o a un tubolare. I fullereni di forma simile a una sfera o a un ellissoide sono chiamati buckyball mentre quelli di forma tubolare sono chiamati buckytube o nanotubi di carbonio. Nel caso di questo studio sono stati utilizzati dei buckyball.

Il materiale a base di fullereni è stato riscaldato sino a raggiungere temperature tra 900 e 1.300 °C e sottoposto a pressioni da 27 a 30 gigapascal. Durante la lavorazione, le sfere sono state portate al collasso, dando vita ai diamanti paracristallini trasparenti che potevano essere estratti a temperatura ambiente.

 

La struttura di questo nuovo diamante

Una volta creati i primi diamanti paracristallini, i ricercatori li hanno esaminati al microscopio elettronico per analizzare la loro struttura interna. I ricercatori hanno analizzato i primi campioni anche tramite la diffrazione dei raggi X e la modellazione atomica. I risultati delle analisi hanno mostrato che i diamanti erano fatti di carbonio ibridato sp 3 disordinato, proprio come si aspettavano.

diamante indistruttibile
Confronto strutturale: diamante cristallino (a sinistra) e diamante paracristallino (a destra). A destra, le unità di atomi di carbonio disposte a forma di cubo sono contrassegnate in turchese, le unità di atomi di carbonio disposte in forma esagonale sono contrassegnate in giallo. Le strutture irregolari sono contrassegnate in rosso. Credito: Hu Tang.

I ricercatori sono dunque riusciti a creare un diamante meno fragile ed ugualmente duro, rispetto a quelli naturali, portando alla creazione di un tipo di diamante paracristallino amorfo. Ciò significa che ha un ordine a medio raggio: i suoi atomi sono ordinati su brevi distanze ma non sulle lunghe. Non esistendo dunque un piano di atomi, i diamanti di fullereni non possono essere tagliati come i diamanti naturali.

Immagine di copertina: Foto di PublicDomainPictures da Pixabay

Valeria Magliani
Valeria Magliani
Instancabile giramondo, appassionata di viaggi, di scoperte e di scienza, ho iniziato l'attività di web-writer perché desideravo essere parte di quel meccanismo che diffonde curiosità e conoscenza. Dobbiamo conoscere, sapere, scoprire e viaggiare, il più possibile. Avremo così una vita migliore, in un mondo migliore.

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