Algunos materiales, como la lonsdaleíta, pueden ser más duros que el diamante, pero no existen en grandes cantidades ni tienen usos generalizados.
Los diamantes pueden rayar casi cualquier cosa. Foto: Business Standard
Los diamantes son valiosos por su dureza. Como joyas, pueden durar generaciones y permanecer libres de rayones a pesar del uso diario. Utilizados como hojas de cuchillos o brocas, pueden penetrar casi cualquier cosa sin destruirse. En forma de polvo, los diamantes ayudan a pulir piedras preciosas, metales y muchos otros materiales. Por eso, según Live Science , es difícil encontrar materiales más duros que el diamante.
El diamante sigue siendo el material más duro para la mayoría de los propósitos prácticos, según Richard Kaner, químico de materiales de la Universidad Richard Kaner. Hay formas de crear diamantes que sean más duros que los diamantes estándar y, en teoría, otros materiales podrían ser más duros que los diamantes, pero no existen en una forma que pueda sostenerse en la mano o usarse ampliamente.
Si bien las personas que usan joyas de diamantes pueden dar fe de su durabilidad, el concepto de "dureza" es muy especializado, según Paul Asimow, geoquímico del Instituto de Tecnología de California (Caltech). A menudo se confunde con otras propiedades como la rigidez o la resistencia. Estos factores no siempre son consistentes con la dureza de indentación. Por ejemplo, el diamante tiene una dureza de indentación muy alta, pero solo una dureza de flexión moderada. Los diamantes se rompen fácilmente a lo largo de sus caras de cristal, lo que permite a los joyeros crear diamantes facetados maravillosamente brillantes.
Los científicos miden la dureza de la indentación de varias maneras diferentes. Los geólogos a menudo confían en la escala de dureza de Mohs, una forma de identificar minerales en el campo en función de si se pueden rayar. El diamante tiene un nivel de dureza 10, el más alto, en la escala de Mohs, lo que significa que puede rayar casi cualquier cosa. En el laboratorio, los científicos de materiales confían en una medición más precisa llamada prueba de dureza Vickers, que determina la dureza de un material basándose en la fuerza necesaria para causar una hendidura con una punta afilada, similar a presionar la mina de un lápiz en una goma de borrar.
Los diamantes están formados por átomos de carbono dispuestos en una red cúbica, conectados por enlaces químicos cortos y fuertes. Esta estructura le confiere una rigidez anti-abolladura característica. La mayoría de los materiales más duros que el diamante son resultado de ligeras modificaciones en la estructura cristalina del diamante normal o de la sustitución de algunos de los átomos de carbono por boro o nitrógeno.
Un candidato al título de material más duro que el diamante es la lonsdaleíta. Similar al diamante, la lonsdaleíta está formada por átomos de carbono, pero están dispuestos en una estructura cristalina hexagonal en lugar de cúbica. Hasta hace poco, la lonsdaleíta sólo se había encontrado en cantidades extremadamente pequeñas, principalmente dentro de meteoritos, y no estaba claro si podía clasificarse como un material por sí solo o si era simplemente un defecto en la estructura cristalina estándar del diamante.
Recientemente, un equipo de científicos encontró cristales de lonsdaleíta de tamaño micrométrico (un micrón es 1/1.000 de un mm) en un meteorito. Son cristales diminutos pero aún más grandes que los descubiertos hasta ahora. Otros científicos han informado de la creación de lonsdaleíta en el laboratorio, aunque los cristales sólo existen durante una fracción de segundo. Por lo tanto, si bien la lonsdaleíta es interesante, es poco probable que reemplace al diamante en aplicaciones como corte, perforación o pulido en el futuro cercano.
Ajustar la estructura a nanoescala del diamante también puede crear materiales más duros que los diamantes normales. Un material hecho de muchos cristales diminutos de diamante sería más duro que los diamantes de piedra preciosa porque los granos de tamaño nanométrico están fijos en lugar de deslizarse unos sobre otros. Los diamantes “nano-gemelos”, en los que las partículas forman imágenes especulares entre sí, tienen el doble de resistencia a la indentación que los diamantes normales.
Sin embargo, la mayoría de los científicos no buscan materiales superduros sólo para establecer récords, sino que buscan crear algo útil. Quizás quieran crear algo que sea casi tan duro como el diamante pero más barato o más fácil de fabricar en el laboratorio.
Por ejemplo, el laboratorio de Kaner crea varios metales superduros que podrían usarse en aplicaciones industriales como alternativas a los diamantes. Un producto disponible comercialmente combina tungsteno y boro, junto con cantidades muy pequeñas de otros metales. La forma del cristal confiere al material diferentes propiedades en diferentes direcciones. Si se orienta correctamente, puede rayar los diamantes, según Kaner. El material también es asequible de fabricar porque no requiere las condiciones de alta presión requeridas para producir diamantes en el laboratorio.
An Khang (según Live Science )
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