Un conjunto de investigadores del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) y la Universidad de Rostock, en Alemania, ha confirmado que es posible generar y recuperar nanodiamantes a partir de láminas de plástico PET sometidas a impactos de láser de altísima energía. El hallazgo, realizado en la estación L4n-P3 de ELI Beamlines —al sur de Praga—, demuestra no solo la formación de estas estructuras cristalinas sino también su conservación en condiciones normales tras el brutal ciclo de compresión y descompresión.
Cómo se producen los nanodiamantes
Los experimentos emplearon una película de PET de apenas 100 micrómetros de espesor, contra la que se disparó un láser de alta potencia con una cadencia de tres pulsos por minuto. Cada impacto genera una onda de choque que comprime la muestra hasta presiones de alrededor de 100 gigapascales, un orden de magnitud equivalente a aproximadamente un millón de veces la presión atmosférica al nivel del mar. En ese instante efímero, el carbono presente en el polímero se reorganiza y adopta una estructura diamantina a escala nanométrica.
«La onda de compresión acelera a los nanodiamantes hasta velocidades superiores a los 10 kilómetros por segundo, algo comparable al impacto de un meteorito», relató Dominik Kraus a Phys.org.
La generación de los nanodiamantes ya se había observado en trabajos previos, pero la novedad del estudio consiste en demostrar la posibilidad de recuperarlos intactos una vez finalizado el episodio de alta presión y temperatura.
El reto de la captura
El principal desafío al que se enfrentaron los científicos no fue producir las partículas, sino evit ar su destrucción inmediata. Al llegar la onda de choque al extremo de la muestra y chocar contra el vacío, las partículas son aceleradas de forma abrupta y alcanzan velocidades que superan los 10 km/s. Una captura directa sobre una superficie rígida habría pulverizado los nanodiamantes, por lo que el equipo tuvo que idear una «zona de aterrizaje» microscópica capaz de frenar y contener las partículas sin dañarlas.
- Película usada: 100 micrómetros de PET.
- Cadencia del láser: 3 pulsos por minuto.
- Presión alcanzada: ≈100 gigapascales.
- Velocidad de las partículas al salir: >10 km/s.
| Parámetro | Valor informado |
|---|---|
| Espesor de la película | 100 micrómetros |
| Pulsos por minuto | 3 |
| Presión alcanzada | 100 gigapascales |
| Velocidad de salida | >10 km/s |
Los autores señalan que cada pulso produce un número muy elevado de nanodiamantes. Aunque la nota de prensa no aporta un recuento exacto en esta fase, se describe el proceso como capaz de generar cantidades masivas de partículas por impacto, lo que plantea interrogantes sobre la aplicabilidad y escalabilidad del método.
Implicaciones y límites
El experimento tiene doble vertiente: por un lado, responde a una pregunta fundamental de física y geociencias al reproducir condiciones que pueden existir dentro de gigantes helados como Urano y Neptuno, donde altas presiones y temperaturas reorganizan el carbono. Por otro, abre una vía alternativa para la creación de diamantes a escala nanométrica sin recurrir a procesos geológicos milenarios ni extracción minera tradicional.
No obstante, los investigadores y la propia instalación experimental colocan límites claros: la técnica requiere equipamiento láser de altísima energía y una infraestructura especializada como la de ELI Beamlines. Además, la viabilidad comercial dependerá de la capacidad para incrementar el rendimiento, optimizar la captura y garantizar costes y seguridad adecuados para su escalado.
En términos científicos, el avance aporta datos experimentales sobre la respuesta del carbono orgánico a ondas de choque extremas y muestra la necesidad de soluciones ingeniosas para recuperar productos frágiles generados en regímenes físicos extremos.
La confirmación de que los nanodiamantes pueden sobrevivir al proceso y quedar disponibles para su estudio y uso marca un paso relevante en investigaciones interdisciplinares que conectan física de altas presiones, ciencia de materiales y prospectiva tecnológica.
