Convertir plástico en diamantes parece una idea de ciencia ficción, pero un grupo de científicos acaba de demostrar que es posible. Investigadores del Centro Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) y de la Universidad de Rostock, en Alemania, desarrollaron un procedimiento que utiliza potentes disparos láser para transformar láminas de plástico en miles de millones de nanodiamantes.
El avance, publicado en la revista científica Diamond and Related Materials, no permitirá fabricar joyas a partir de botellas recicladas. Sin embargo, podría abrir una nueva vía para producir partículas extremadamente pequeñas y valiosas para distintas aplicaciones tecnológicas.
Cómo lograron transformar plástico en diamantes
El experimento se realizó en las instalaciones de Extreme Light Infrastructure (ELI), cerca de Praga, República Checa.
Los investigadores utilizaron una película de plástico PET de apenas 100 micrómetros de espesor, similar al material empleado en numerosas botellas de bebidas.
Sobre ella dispararon pulsos láser de alta energía que generaron ondas de choque capaces de comprimir el material a presiones cercanas a los 100 gigapascales y temperaturas de aproximadamente 4.000 kelvin. Bajo estas condiciones extremas, los átomos de carbono del plástico se reorganizaron hasta formar diminutas estructuras cristalinas de diamante.
Cada disparo produjo alrededor de diez billones de nanodiamantes, con un diámetro promedio de tres nanómetros. Cada partícula estaba formada por aproximadamente 3.000 átomos de carbono.
El verdadero desafío fue recuperar los diamantes intactos
Aunque experimentos anteriores ya habían demostrado que podían formarse diamantes bajo presiones extremas, todavía faltaba comprobar que sobrevivieran al regreso a condiciones normales.
El problema era su velocidad. Cuando la onda de choque atravesaba el plástico, las partículas salían expulsadas a más de diez kilómetros por segundo.
A semejante velocidad, cualquier superficie rígida podía destruirlas instantáneamente.
Para solucionarlo, los científicos desarrollaron un sistema de recolección basado en un gel iónico blando, soluble en agua y compatible con el vacío. Este material permitió capturar los nanodiamantes sin destruirlos y posteriormente separarlos para examinarlos mediante microscopía electrónica.
Con aproximadamente 100 disparos lograron recuperar unos cientos de microgramos de material.
Para qué servirían estos diamantes microscópicos
Los nanodiamantes presentan propiedades excepcionales: son extremadamente duros, resistentes al calor y químicamente estables.
Actualmente, estas partículas se utilizan en productos industriales de pulido y abrasión, pero los investigadores consideran que podrían tener aplicaciones mucho más avanzadas. Entre las posibilidades aparecen sensores cuánticos de alta precisión, materiales catalíticos y agentes de contraste para mejorar determinadas técnicas de diagnóstico médico.
Además, el nuevo procedimiento permitiría obtener partículas más pequeñas, puras y uniformes que las producidas mediante métodos convencionales basados en explosiones.
De los planetas gigantes a una nueva tecnología industrial
Curiosamente, esta investigación comenzó con un objetivo completamente diferente: comprender qué sucede en el interior de Urano y Neptuno.
Los científicos utilizaron láseres para reproducir las enormes presiones y temperaturas presentes en estos planetas, donde se cree que podrían producirse auténticas lluvias de diamantes. Ahora, el desafío consiste en aumentar la producción. Actualmente, las cantidades obtenidas siguen siendo demasiado pequeñas para una aplicación industrial a gran escala.
El equipo también planea investigar la fabricación de BC8, una estructura de carbono predicha teóricamente que podría resultar tan dura como el diamante, pero menos quebradiza.
Si consiguen desarrollar láseres más eficientes y aumentar la cantidad de material producido, transformar plástico en nanodiamantes podría convertirse en una nueva herramienta para la industria y la investigación científica.
