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「Diamante de meteorito」 sintetizado por primera vez en laboratorio: la identidad y el potencial del "diamante hexagonal (lonsdaleíta)"

「Diamante de meteorito」 sintetizado por primera vez en laboratorio: la identidad y el potencial del "diamante hexagonal (lonsdaleíta)"

2025年08月19日 22:50

1. Puntos clave de las noticias (comprensión cronológica)

  • 30 de julio de 2025: Nature publicó un artículo sobre la "Síntesis de diamante hexagonal a granel". Reportó en detalle que el diamante hexagonal (HD) fue obtenido como una muestra a granel de alta pureza y recuperable.DOI Resolver

  • Principios a mediados de agosto: Medios principales como SCMP, NDTV y Live Science publicaron artículos explicativos consecutivamente. Atraen atención con titulares como "Síntesis de diamante de meteorito en laboratorio" y "Posibilidad de superar al diamante en la Tierra".South China Morning Postwww.ndtv.comLive Science

  • 19 de agosto: Greek Reporter informó como "Científicos crean el primer diamante de meteorito". Presentaron este caso como la síntesis del "primer diamante de meteorito de tamaño considerable".GreekReporter.com



2. ¿Qué es el "diamante de meteorito" = diamante hexagonal?

El diamante que usamos comúnmente en joyería e industria es cúbico. Los átomos de carbono se apilan en una repetición de tres capas "ABC". Por otro lado, el diamante hexagonal (lonsdaleíta) tiene una repetición de dos capas "AB", lo que resulta en una simetría cristalina hexagonal. Los cálculos teóricos han sugerido que, debido a las diferencias en la disposición de los enlaces, el hexagonal podría ser hasta un 58% más duro. Se cree que en la naturaleza se forma por impactos de meteoritos como el meteorito Canyon Diablo en Arizona bajo choque, alta temperatura y alta presión, pero las muestras anteriores eran pequeñas e impuras, y su existencia como fase independiente era cuestionada.Wikipedia



3. Historia y controversia del descubrimiento

En la década de 1960 se propuso la "fase de diamante hexagonal", y en 1967 se reportó desde meteoritos. Sin embargo, en la década de 2010 surgieron objeciones diciendo que el "hexagonal" observado era en realidad gemelos o defectos de apilamiento de diamante cúbico. Desde entonces, ha habido un debate sobre si realmente es hexagonal. El artículo de Nature es innovador porque aborda la identificación del diamante hexagonal como una fase independiente mediante un enfoque trino de cristalografía, espectroscopía y observación microscópica.DOI Resolver



4. ¿Cómo se hizo?: El núcleo del método experimental

El equipo de investigación utilizó un monocristal de grafito de alta pureza como material de partida y

  • celdas de yunque de diamante (DAC) y grandes yunques múltiples para crear un campo de presión lo más uniforme posible (cuasi-hidrostático)

  • **comprimido hasta aproximadamente 20 GPa (unas 200,000 veces la presión atmosférica)**

  • calentado por láser a más de 1400°C, provocando una
    transición de fase directa de grafito→diamante hexagonal, sintetizando muestras a granel de 100 µm a milimétricas en forma de disco, y recuperándolas a temperatura ambiente y presión normal. La confirmación estructural se realizó mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM), y espectroscopía Raman. La fase principal era hexagonal, con el diamante cúbico presente solo en trazas.DOI ResolverLive Science



5. ¿Qué es "primero"?

En el pasado, se reportó la creación de "nanocristales de diamante hexagonal", pero con

muchas impurezas y en cantidades mínimas

, lo que impedía la evaluación de propiedades esenciales como dureza y conductividad térmica. Esta vez, la capacidad de recuperar y identificar de manera multifacética el "diamante hexagonal a granel" es decisivamente diferente. Es decir, es el primer logro que demuestra que el diamante hexagonal "existe como una fase independiente" mediante procedimientos estándar de ciencia de materiales.DOI Resolver



6. ¿Es cierto que es "58% más duro que el diamante"? — Exageración y realidad

Teóricamente, se predice que el diamante hexagonal es más duro que el cúbico (hasta un 58%). Sin embargo, la

dureza medida (Vickers) en esta ocasión se reporta como "solo ligeramente superior", lo que significa que el "58% más" no se logró directamente. Es natural que pequeños defectos en la muestra, la ligera presencia de cúbico y la estructura de los límites de grano impidan alcanzar el valor máximo teórico. En el futuro, el enfoque será ver si la mayor purificación del grafito y la optimización de las condiciones P–T pueden acercarse a los "límites teóricos" en dureza y conductividad térmica.DOI Resolver



7. El "atractivo como material" del diamante hexagonal

  • Herramientas de corte ultra duras: Aunque el diamante cúbico ya es de clase más fuerte, si el hexagonal es aún más duro, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fractura mejorarán.

  • Gestión térmica: El diamante es un conductor térmico extremadamente alto. La acortamiento de enlaces y la estructura en capas del hexagonal son de gran interés para ver cómo afectan el transporte térmico.

  • Electrónica/Tecnología cuántica: El diamante es un semiconductor de banda ancha para dispositivos de alta tensión y alta frecuencia, y también es destacado en sensado cuántico con centros NV. Si el hexagonal cambia los niveles de defecto o las propiedades fonónicas, podría guiar el diseño de nuevos dispositivos cuánticos.Live Science


8. Desafíos realistas para la industrialización

Escalado
    : La
  1. producción en masa

    de DAC y yunques múltiples es baja, y el desafío es cómo lograr desde el nivel milimétrico hasta el centimétrico, y finalmente al nivel de lingotes.

    Control de pureza y fase
  2. : La ligera presencia de cúbico y los límites de grano afectan las propiedades mecánicas. Es esencial la
  3. monocristalización

    , el control de orientación y la reducción de la densidad de defectos.

    Estabilidad y procesabilidad
  4. : Aunque el hexagonal se puede recuperar a temperatura y presión ambiente, es necesario abordar el
  5. umbral de transformación de fase

    y la estabilidad de fase bajo estrés. También es necesario optimizar los procesos periféricos como el esmerilado, la soldadura y el recubrimiento. Costo: Comparado con los diamantes artificiales actuales (HPHT, CVD), el costo del proceso tiende a ser alto. Es realista comenzar con aplicaciones de alto valor agregado y nicho.

  6. DOI Resolver

  7. 9. Razones para llamar a este logro una "recreación de meteoritos"

Se cree que el diamante hexagonal se forma a partir de grafito bajo la presión de choque y alta temperatura generada durante el impacto de un meteorito en la superficie de la Tierra. El equipo de investigación
recreó de manera controlada

este tipo de

"entorno similar al impacto de un meteorito"
en el laboratorio, logrando

identificación estructural y de fase

. En esencia, "crearon y verificaron artificialmente los cristales que hacen los meteoritos".

Live ScienceSouth China Morning Post 10. Preguntas y respuestas para japoneses: Respondiendo a dudas comunes


P1. ¿Se puede usar en anillos o joyería?

Es posible, pero por ahora se centra en
usos de investigación e industriales

. La
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