¿Qué material es más duro que el diamante?

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 apreciados por su dureza. Como joyas, pueden durar generaciones y permanecer sin rayones a pesar del uso y desgaste diario. Como cuchillas o brocas, pueden penetrar casi cualquier cosa sin romperse. En forma de polvo, los diamantes pulen piedras preciosas, metales y muchos otros materiales. Por lo tanto, encontrar un material más duro que los diamantes es difícil, según Live Science .

El diamante sigue siendo el material más duro en la mayoría de los casos prácticos, afirma Richard Kaner, químico de materiales de la Universidad Richard Kaner. Existen maneras de fabricar diamantes más duros que los diamantes estándar, y otros materiales podrían, en teoría, ser más duros que los diamantes, pero no existen en formas que se puedan sostener en la mano ni utilizar ampliamente.

Si bien quienes usan joyas de diamantes pueden dar fe de su durabilidad, el concepto de "dureza" es muy especializado, afirma Paul Asimow, geoquímico del Instituto Tecnológico de California (Caltech). A menudo se confunde con otras propiedades como la rigidez o la durabilidad. Estas no siempre son lo mismo que la dureza de indentación. Por ejemplo, los diamantes tienen una dureza de indentación muy alta, pero solo una dureza de flexión moderada. Los diamantes tienden a romperse fácilmente a lo largo de sus caras cristalinas, lo que permite a los joyeros crear hermosos diamantes facetados.

Los científicos miden la resistencia a la indentación de diferentes maneras. Los geólogos suelen basarse en una unidad de comparación llamada escala de Mohs, una forma de identificar minerales en el campo según su capacidad de rayado. El diamante es un 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 utilizan una medida más precisa llamada prueba de dureza Vickers, que determina la dureza de un material basándose en la fuerza necesaria para crear una indentación con una punta, similar a presionar la mina de un lápiz contra una goma de borrar.

El diamante está compuesto de átomos de carbono dispuestos en una red cúbica, unidos por enlaces químicos cortos y fuertes. Esta estructura le confiere su característica dureza por indentación. La mayoría de los materiales más duros que el diamante se obtienen mediante ligeras modificaciones en la estructura cristalina del diamante normal o mediante la sustitución de algunos átomos de carbono por boro o nitrógeno.

Un candidato al título de material más duro es la lonsdaleíta. Al igual que el diamante, la lonsdaleíta está compuesta de átomos de carbono, pero estos se disponen en una estructura cristalina hexagonal en lugar de cúbica. Hasta hace poco, la lonsdaleíta solo se había encontrado en cantidades extremadamente pequeñas, principalmente en meteoritos, y no estaba claro si podía clasificarse como un material por sí solo o si se trataba simplemente de un defecto en la estructura cristalina estándar del diamante.

Recientemente, un equipo de científicos encontró cristales de lonsdaleíta de tamaño micrométrico (una milésima de milímetro) en un meteorito. Si bien son diminutos, su tamaño es mayor que el descubierto anteriormente. Otros científicos han reportado el cultivo de lonsdaleíta en laboratorio, aunque los cristales solo existen durante una fracción de segundo. Por lo tanto, si bien la lonsdaleíta es interesante, es improbable que reemplace al diamante en aplicaciones como corte, perforación o pulido a corto plazo.

Ajustar la estructura nanométrica de los diamantes también puede producir materiales más duros que los diamantes convencionales. Un material compuesto por numerosos cristales diminutos de diamante sería más duro que los diamantes de gemas, ya que los granos nanométricos se mantienen unidos en lugar de deslizarse. Los diamantes "Nanotwin", en los que los granos forman imágenes especulares entre sí, son el doble de resistentes a la indentación que los diamantes convencionales.

Sin embargo, la mayoría de los científicos no buscan materiales superduros solo para batir récords; buscan crear algo útil. Quizás quieran crear algo casi tan duro como el diamante, pero más barato o más fácil de fabricar en el laboratorio.

El laboratorio de Kaner, por ejemplo, fabrica varios metales superduros que podrían utilizarse como alternativas industriales a los diamantes. Un producto disponible comercialmente combina tungsteno y boro, junto con trazas de otros metales. La forma de los cristales confiere al material diferentes propiedades en distintas direcciones. Cuando se alinean correctamente, pueden rayar un diamante, afirma Kaner. El material también es asequible de fabricar porque no requiere las condiciones de alta presión necesarias para producir diamantes en un laboratorio.

An Khang (según Live Science )

Enlace de origen: https://vnexpress.net/vat-lieu-nao-cung-hon-kim-cuong-4665154.html