Il detto “i diamanti sono per sempre” ha assunto un nuovo significato grazie a una recente svolta scientifica. Ricercatori sudcoreani hanno sviluppato un metodo per coltivare diamanti in laboratorio, senza bisogno delle condizioni di pressione e temperatura estreme tipicamente associate alla loro formazione.
Utilizzando una lega di metallo liquido composta da gallio, ferro, nichel e silicio, ed esponendola a metano e gas idrogeno a una temperatura di 1.025 °C, sono riusciti a sintetizzare diamanti in soli 15 minuti. La tecnica, esposta su Nature (vi linko qui lo studio) spiana la strada a potenziali progressi in vari settori industriali.
L’evoluzione della produzione di diamanti sintetici
La creazione di diamanti sintetici non è una novità. Scienziati e ingegneri lavorano da decenni per replicare in laboratorio le condizioni estreme che danno vita a queste preziose gemme nelle profondità della Terra. Tuttavia, i metodi tradizionali richiedono ancora pressioni enormi, circa 50.000 atmosfere, e temperature di circa 1.500 °C. Queste condizioni, difficili e costose da riprodurre, limitano la dimensione e la qualità dei diamanti prodotti.
La nuova tecnica sviluppata dal team dell’Institute for Basic Science (IBS) e Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) in Corea del Sud rappresenta un significativo passo avanti verso la produzione su scala industriale.
Il ruolo chiave della lega di metallo liquido
Il segreto di questo nuovo metodo risiede nella composizione della lega di metallo liquido. I ricercatori hanno utilizzato una miscela di gallio, ferro, nichel e silicio, esponendola a metano e gas idrogeno a una temperatura di 1.025 °C in un serbatoio da 9 litri. Dopo soli 15 minuti, un film di diamante si è formato sul fondo del serbatoio, facilmente staccabile e pronto per l’uso.
Ciò che rende questa lega particolare è la presenza di tracce di silicio. Sembra che questo elemento aiuti gli atomi di carbonio a formare cluster, fungendo da “particelle di innesco” per la crescita dei diamanti. Questo è un aspetto cruciale, poiché i metodi tradizionali di sintesi dei diamanti richiedono solitamente particelle di innesco preesistenti su cui gli atomi di carbonio possano attaccarsi e formare un diamante. La lega di metallo liquido elimina questa necessità, semplificando ulteriormente il processo.
Diamanti “subito”: implicazioni per l’industria e la società
La capacità di produrre diamanti di alta qualità a pressione normale e in tempi rapidi potrebbe avere profonde implicazioni per vari settori industriali. I diamanti, oltre al loro valore ornamentale, hanno numerose applicazioni pratiche grazie alla loro eccezionale durezza, conducibilità termica e proprietà ottiche. Sono utilizzati in utensili da taglio, abrasivi, dissipatori di calore, dispositivi elettronici e persino in ambito medico.
Un metodo più efficiente e meno costoso per produrre diamanti sintetici potrebbe rendere queste applicazioni più accessibili e diffuse. Potrebbe anche ridurre la dipendenza da quelli estratti nelle miniere, che sono spesso associati a problematiche etiche e ambientali, come i “diamanti insanguinati” e il loro impatto sulle comunità minerarie.
Sfide e opportunità future
I ricercatori prevedono di indagare altre leghe di metallo liquido e gas, e persino carboni solidi, per capire quanto bene possano produrre diamanti. Ottimizzare il processo, aumentare la dimensione e la qualità dei diamanti prodotti e ridurre ulteriormente i costi saranno passaggi cruciali per portare questa tecnologia dal laboratorio all’industria.
In sintesi, la capacità di coltivare diamanti a pressione normale in laboratorio rappresenta un passo entusiasmante verso un futuro in cui queste preziose gemme potrebbero essere prodotte in modo più sostenibile ed etico. Potrebbe essere un futuro in cui i diamanti non sono più associati a conflitti, sfruttamento e danno ambientale, ma solo a innovazione, tecnologia e progresso.
