Scoperta rivoluzionaria nella scienza dei materiali
Un gruppo di ricercatori cinesi ha compiuto un notevole progresso nella scienza dei materiali , riuscendo a sintetizzare in laboratorio un diamante raro e straordinariamente resistente, noto come lonsdaleite. Questa particolare forma di diamante, con una struttura cristallina esagonale, è stata finora identificata solo in alcuni meteoriti e si stima possa essere fino al 60% più dura rispetto ai diamanti convenzionali . La chiave di questa struttura risiede nella disposizione degli atomi di carbonio , che formano un reticolo a nido d’ape , in contrasto con la configurazione cubica dei diamanti terrestri .
Origine della lonsdaleite
Il primo esemplare di lonsdaleite è stato scoperto nel meteorite Canyon Diablo, che è caduto in Arizona circa 50.000 anni fa. Si ritiene che l’impatto violento con la Terra , insieme a temperature e pressioni estreme , abbia creato le condizioni ideali per la formazione di questa struttura cristallina unica . Per decenni, la comunità scientifica ha discusso sull’esistenza di diamanti esagonali puri , interrogandosi se fossero realmente presenti o se si trattasse di un mix imperfetto di grafite e diamante cubico . Tentativi precedenti di sintetizzarli, come l’uso di grafite compressa con esplosivi, avevano prodotto solo cristalli irregolari .
Collaborazione e innovazione
Il recente successo è il risultato di una sinergia tra il Centre for High Pressure Science and Technology Advanced Research e l’Istituto di Ottica e Meccanica di Precisione dell’Accademia Cinese delle Scienze di Xi’an . Gli scienziati hanno impiegato grafite monocristallina di altissima purezza per ridurre al minimo il rischio di ottenere la comune struttura cubica . Utilizzando pressioni e temperature controllate in condizioni quasi idrostatiche, e monitorando il processo tramite raggi X in tempo reale, hanno ottimizzato i parametri per facilitare la crescita del cristallo .
Risultati e implicazioni
Il risultato di questo lavoro è stata la produzione di cristalli di lonsdaleite puri, con un diametro di circa 100 micrometri, equivalente allo spessore di un capello umano . Questa scoperta rappresenta la prima dimostrazione macroscopica che il diamante esagonale possa esistere come una struttura stabile e distinta. La scoperta amplia notevolmente la definizione di “superduro”, spingendo le prestazioni dei materiali oltre i limiti del diamante tradizionale .
Applicazioni future
Grazie alla loro eccezionale durezza e resistenza al calore , questi cristalli di lonsdaleite potrebbero trovare applicazione in settori industriali di nicchia, come la produzione di utensili da taglio ultra-performanti , rivestimenti antiusura e componenti per l’elettronica avanzata , dove la conduzione termica e la resistenza a condizioni estreme sono fondamentali. Ho-kwang Mao , dell’Accademia Cinese delle Scienze, ha evidenziato che questa sintesi potrebbe aprire nuove strade nello sviluppo di materiali ad altissime prestazioni . Lo studio completo è stato pubblicato sulla rivista Nature, segnando un importante traguardo nella ricerca scientifica .
