Un materiale alieno arriva sulla Terra
Il diamante esagonale non è completamente sconosciuto alla scienza: esiste in natura all'interno dei meteoriti, dove prende il nome di lonsdaleite dal mineralogista che per primo lo identificò. Tuttavia, questi campioni cosmici si presentano sempre mescolati al diamante cubico tradizionale, rendendo impossibile studiarne le proprietà pure. La struttura cristallina di questo materiale differisce radicalmente da quella del diamante comune: mentre quest'ultimo presenta un'organizzazione atomica cubica, il diamante esagonale ha una disposizione che elimina le linee di taglio uniformi lungo le quali possono propagarsi le fratture.
Questa caratteristica strutturale conferisce al materiale una resistenza teorica superiore del 60 per cento rispetto ai diamanti tradizionali. Per oltre sessant'anni, i ricercatori hanno cercato di riprodurre artificialmente queste condizioni, ottenendo solo tracce microscopiche e impure del materiale.
La ricetta perfetta per l'impossibile
Ho-Kwang Mao e il suo team del Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research di Pechino hanno finalmente individuato la combinazione vincente. Attraverso una serie sistematica di esperimenti che hanno esplorato diverse combinazioni di pressione e temperatura, sono riusciti a identificare le condizioni ideali: 1400 gradi Celsius sotto una pressione di 20 gigapascal, equivalente a 200.000 volte la pressione atmosferica terrestre.
Il risultato è un campione di diamante esagonale dal diametro di un millimetro e spesso 70 micrometri, con una purezza prossima al cento per cento. Si tratta di dimensioni ancora modeste, ma rappresentano un progresso enorme rispetto ai tentativi precedenti. I test preliminari hanno confermato una durezza di 120 gigapascal nella scala Vickers, superiore ai 115 gigapascal del diamante cubico, anche se i ricercatori ritengono di poter migliorare significativamente questi risultati perfezionando la tecnica.
Dalle viscere della Terra alle applicazioni industriali
Le implicazioni pratiche di questa scoperta potrebbero essere rivoluzionarie per numerosi settori industriali. James Elliott dell'Università di Cambridge evidenzia le potenzialità nel campo della perforazione geotermica: strumenti realizzati con diamante esagonale permetterebbero di scavare più in profondità nel sottosuolo, dove le temperature estreme mettono a dura prova i materiali tradizionali. Questo significherebbe accedere a risorse energetiche geotermiche finora irraggiungibili.
Mao sottolinea l'importanza strategica della scoperta: "È incredibilmente prezioso, ma una volta che sappiamo come produrlo, chiunque può farlo. Quindi diventa fondamentale ottenere un brevetto e trovare un modo per renderlo meno costoso". Il passo successivo sarà proprio quello di studiare approfonditamente le proprietà di questo materiale inedito e sviluppare processi produttivi scalabili.
La strada verso la commercializzazione è ancora lunga, ma i settori che richiedono strumenti di taglio e perforazione di estrema resistenza potrebbero presto beneficiare di questa innovazione. Dal settore petrolifero a quello manifatturiero, la disponibilità di un materiale superiore del 60 per cento al diamante tradizionale apre scenari finora impensabili per l'industria moderna.
