Convertir plástico en diamantes parece una de esas fantasías que la ciencia ficción promete desde hace décadas. Sin embargo, un equipo de investigadores alemanes acaba de demostrar que no hace falta recurrir a procesos geológicos de millones de años para conseguirlo. Basta una lámina de plástico PET, un láser extraordinariamente potente y una presión comparable a la que existe en el interior de algunos planetas.
El resultado es difícil de imaginar: unos 10 billones de nanodiamantes por cada disparo láser. Pero lo verdaderamente sorprendente no es solamente la cantidad. Los científicos del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) y la Universidad de Rostock consiguieron resolver un problema que había limitado estos experimentos durante años: recuperar los diminutos cristales sin destruirlos. Un avance que podría abrir nuevas posibilidades en medicina, sensores y nanotecnología.
La idea nació intentando comprender algo que ocurre a millones de kilómetros de la Tierra
El origen del descubrimiento no estuvo en una fábrica de diamantes, sino en el estudio de Urano y Neptuno. Los investigadores querían comprender qué sucede con el carbono cuando se encuentra sometido a las enormes presiones y temperaturas que existen en el interior de estos planetas.
En esas condiciones, los átomos pueden reorganizarse y formar estructuras cristalinas de diamante. Para reproducir parcialmente ese fenómeno, utilizaron una película de tereftalato de polietileno (PET), el mismo tipo de plástico empleado habitualmente en botellas de bebidas, aunque preparado específicamente para el experimento.
Según el estudio publicado en la revista científica Diamond and Related Materials, los investigadores sometieron el material a pulsos láser de alta energía que produjeron presiones cercanas a los 100 gigapascales y temperaturas de aproximadamente 4.000 kelvin. Bajo semejante compresión, parte del carbono terminó reorganizándose en pequeños cristales de diamante.
La película de plástico tenía apenas 100 micrómetros de espesor, aproximadamente una décima de milímetro. En las instalaciones ELI Beamlines, situadas cerca de Praga, el equipo realizó hasta tres disparos por minuto, comprimiendo el material durante intervalos extremadamente breves. Pero conseguir que aparecieran diamantes era solo una parte del desafío.
Fabricaban billones de diamantes, pero había un problema: salían disparados a 36.000 kilómetros por hora
Los nanodiamantes no permanecían tranquilamente sobre el plástico después de cada impacto. La onda de choque los expulsaba a velocidades superiores a 10 kilómetros por segundo, equivalentes a más de 36.000 kilómetros por hora.
A semejante velocidad, chocar contra una superficie rígida podía destruir los cristales o modificar su estructura. Durante años, esa dificultad había impedido aprovechar eficazmente las partículas producidas mediante compresión láser.
La solución llegó con un material mucho menos espectacular que el propio láser: un gel iónico blando, compatible con el vacío y soluble en agua. Los científicos lo colocaron en un cilindro colector para frenar los nanodiamantes sin dañarlos. La Universidad de Rostock explicó en su comunicado oficial que cada disparo permitió recoger aproximadamente 10 billones de partículas. Posteriormente, el equipo disolvió el gel, purificó el material y examinó los cristales mediante microscopía electrónica.
El análisis confirmó que los diamantes tenían un diámetro promedio de apenas tres nanómetros, con alrededor de 3.000 átomos de carbono por partícula. Además, presentaban una distribución de tamaños relativamente uniforme, una característica especialmente valiosa para futuras aplicaciones tecnológicas.
Diez billones parecen una fortuna, pero la realidad es bastante diferente
La cifra impresiona, aunque esconde una limitación fundamental. Después de aproximadamente 100 disparos, los científicos consiguieron recuperar apenas unos cientos de microgramos de material. Cada nanodiamante es tan pequeño que producir billones de ellos apenas representa una cantidad visible de materia.
Aun así, el avance tiene una ventaja frente a métodos tradicionales que utilizan explosivos: permite obtener nanodiamantes extremadamente pequeños, de elevada pureza y tamaños más controlados. Estas propiedades podrían resultar útiles para desarrollar sensores de precisión, mejorar determinados procesos químicos y explorar nuevas técnicas de diagnóstico e imagen médica.
Los investigadores también contemplan aplicaciones en materiales avanzados y tecnologías cuánticas, aunque todavía no han demostrado una producción comercialmente viable. La próxima dificultad será aumentar la frecuencia de los pulsos y la cantidad de material recuperado sin perder calidad ni elevar demasiado los costes energéticos.
Por ahora, Alemania no ha encontrado una fórmula para fabricar joyas a partir de botellas de plástico. Ha conseguido algo científicamente más interesante: demostrar que es posible transformar un material cotidiano en cristales ultrapequeños y recuperarlos después de someterlos a condiciones extremas. Y todo comenzó con una pregunta sobre lo que podría estar ocurriendo en el interior de dos planetas lejanos.
