Campione di diamante sintetico a nanotwin.

Alcuni ricercatori dell’università cinese di Yanshan hanno pubblicato gli esiti della loro ultima nuova ricerca a seguito della quale ritengono di aver creato diamanti sintetici che potrebbero essere considerati il materiale più duro e resistente che si trovi sulla Terra.

I diamanti sono tra i materiali naturali più duri che si conoscano. Gli scienziati però hanno sempre tentato di crearne una versione sintetica che possa risultare più resistente, più dura e più economica, quindi più commercialmente adattabile. Al fine di creare diamanti sintetici ancora più duri di quelli naturali, gli scienziati cinesi hanno utilizzato nanostrutture di particelle di carbonio infilate una sopra l’altra come sfoglie di cipolle. Dopo averle sottoposte ad altissime temperature e a pressioni enormi, i diamanti sintetici risultavano possedere una resistenza al calore e una tolleranza alla pressione molto più alta della controparte naturale.
Il diamante creato in laboratorio risulta essere stabile a temperature che vanno oltre i 1000° centigradi e i -200° centigradi. Secondo Yongjun Tian, fisico dei materiali dell’università di Yanshan ed uno degli autori dello studio, la comunità scientifica da decenni sta sognando di sintetizzare nuovi materiali più duri del diamante naturale. L’approccio usuale è sempre stato quello di cercare di creare grani più piccoli all’interno di microstrutture simili a quelli del diamante naturale. Minore sarebbe la dimensione di tali grani, maggiore risulterebbe la durezza nel complesso del materiale. A tal proposito, sarebbero stati creati diamanti con grani misurabili in poche decine di nanometri. Tali grani sarebbero stati creati tramite il riscaldamento ad altissime temperature della grafite.

Tuttavia il nuovo materiale creato dalla squadra di Tian è costituito da grani ultrasottili, denominati nanotwins, piccoli segmenti cristallini che si rispecchiano l’un l’altro. Oltre ad una complessiva maggiore durezza, i nanotwins permetterebbero una maggiore resistenza all’ossidazione ed una maggiore resistenza a temperatura elevatissime.
Secondo lo scienziato, il segreto del nuovo materiale sta tutto nella nucleazione, ossia quel passaggio che permette ai materiali che compongono il diamante di passare da uno stato liquido quello solito attraverso un processo di cristallizzazione.

Per quanto riguarda i possibili utilizzi, il nuovo materiale sintetico potrebbe essere usato per la realizzazione di quegli utensili industriali o scientifici che lavorano ad altissime temperature e che abbisognano di una resistenza fuori dal comune.
Attualmente la squadra si sta impegnando per sviluppare una tecnica che possa permettere una produzione del diamante sintetico in grandi quantità attraverso l’utilizzo di cipolle di carbonio ancora più sottili.

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