Un gruppo di ricercatori cinesi è riuscito a ricreare in laboratorio un tipo di diamante estremamente raro e resistente, finora osservato solo in alcuni meteoriti. Parliamo del lonsdaleite, una variante con struttura cristallina esagonale che, secondo studi precedenti, può essere fino al 60% più dura dei diamanti comuni. Questa forma si distingue da quella cubica dei diamanti terrestri perché gli atomi di carbonio si dispongono come in un reticolo a nido d’ape, anziché a “blocchi” sovrapposti.
Il primo campione noto di lonsdaleite fu individuato nel meteorite Canyon Diablo, precipitato in Arizona circa 50.000 anni fa. Si ritiene che l’impatto violento con la Terra, unito a temperature e pressioni estreme, abbia creato le condizioni per questa struttura cristallina insolita. Da decenni la comunità scientifica dibatteva se tali diamanti esagonali esistessero davvero in forma pura o se fossero semplicemente un mix imperfetto di grafite e diamante cubico. Tentativi precedenti di sintetizzarli, come quello che prevedeva l’uso di grafite compressa con esplosivi, avevano prodotto solo cristalli irregolari.
Il nuovo successo arriva da una collaborazione 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 usato grafite monocristallina di altissima purezza per ridurre al minimo la probabilità di ottenere la struttura cubica più comune. Hanno poi applicato pressioni e temperature controllate, in condizioni quasi idrostatiche — ovvero uniformi in tutte le direzioni — e utilizzato raggi X in tempo reale per osservare il passaggio da grafite a diamante esagonale, regolando i parametri per favorirne la crescita.
Il risultato è stato la produzione di cristalli di lonsdaleite puri, larghi circa 100 micrometri, ossia più o meno lo spessore di un capello umano. Questo rappresenta la prima dimostrazione macroscopica che il diamante esagonale possa esistere come struttura stabile e distinta. La scoperta amplia la definizione di “superduro”, spingendo le prestazioni dei materiali oltre quelle del diamante tradizionale.
Grazie alla loro durezza e resistenza al calore, questi cristalli potrebbero trovare applicazioni in settori industriali di nicchia, come utensili da taglio ultra-performanti, rivestimenti antiusura e componenti per l’elettronica avanzata, dove la conduzione termica e la resistenza a condizioni estreme sono essenziali. Come ha sottolineato Ho-kwang Mao dell’Accademia Cinese delle Scienze, questa sintesi potrebbe aprire nuove strade nello sviluppo di materiali ad altissime prestazioni. Lo studio completo è stato pubblicato su Nature.
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