Se cree que en Neptuno llueven diamantes. Ahora, en la Tierra los producimos disparando botellas de agua con láseres

Cada disparo de láser sobre una cinta de plástico de botella genera diez billones de nanodiamantes. Es la cifra que firman físicos del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) y la Universidad de Rostock en Diamond and Related Materials, según recoge el reportaje de Science & Vie, y resume a la vez la oportunidad y el problema: hasta ahora nadie había logrado recuperar esos cristales intactos.

La idea, sencilla. Un láser de alta potencia dispara tres veces por minuto contra una banda de PET de 100 micrómetros, el polímero de las botellas de agua, que avanza tras cada pulso. La onda de choque comprime el plástico a unos 100 gigapascales, casi un millón de veces la presión atmosférica, y en unos nanosegundos el carbono se reorganiza en una estructura de diamante. "Esperábamos que se formaran nanodiamantes en esas condiciones. Lo que nos sorprendió fue lo rápido que ocurría, y de ahí surgió enseguida la idea de una aplicación técnica", explica Dominik Kraus, físico del HZDR, profesor en Rostock y director fundador del instituto HEDI.

Recuperarlos enteros. Cuando la onda de compresión llega al final de la muestra, sale de golpe al vacío y arrastra los nanodiamantes a más de diez kilómetros por segundo, una velocidad comparable al impacto de un meteorito. Cualquier superficie rígida los desintegraría, así que el equipo colocó detrás del plástico un gel iónico, soluble en agua y compatible con el vacío, lo bastante blando para amortiguar el choque. Una vez disuelto, libera las partículas intactas.

La medida de los cristales. Bajo el microscopio electrónico, los cristales miden de media 3,23 nanómetros y cada uno reúne unos 3.000 átomos de carbono; en 98 cristales medidos, la dispersión de tamaño no supera un nanómetro. Fueron necesarias unas cien detonaciones láser para reunir unos pocos cientos de microgramos. "Tras extraerlos del material colector y purificarlos, pudimos verlos por primera vez de forma directa con el ELMI-MV. Fue un momento especial tras años de trabajo", recuerda Ben Heuser, primer autor del estudio y doctorando del HZDR.

El método y su origen. La industria fabrica sus nanodiamantes detonando explosivos; los cristales miden unos cinco nanómetros, suelen arrastrar restos de metales y exigen limpieza con ácido hirviente. El método láser evita ese tratamiento y abre una puerta que los explosivos cierran: dopar los diamantes con otros átomos durante la compresión para afinar sus propiedades según el uso, algo imposible de calibrar a partir de una deflagración. La línea de trabajo, de hecho, arranca en la simulación del interior de Urano y Neptuno, donde se cree que llueven diamantes a partir de metano sometido a presiones enormes. El propio Kraus había usado láseres contra hidrocarburos en 2017, en el laboratorio SLAC de California, y en 2022 añadió PET a la mezcla para reproducir el carbono, el hidrógeno y el oxígeno de aquellos planetas. Aquel trabajo indicó que más de la mitad del carbono del plástico acababa convertida en diamante; este, en el haz L4n-P3 de las instalaciones ELI Beamlines al sur de Praga, lo convierte en un proceso recolectable.

Del pulido al cuanto. Duros, estables y resistentes al calor, los nanodiamantes se emplean ya en pulido y abrasión. Partículas más pequeñas aumentan la superficie útil y aceleran reacciones químicas; dopados, podrían actuar como centros de vacante de nitrógeno para sensores cuánticos que miden campos magnéticos minúsculos, o como agentes de contraste en resonancia magnética. La lista de aplicaciones es prometedora; la producción, todavía no.

Tres disparos por minuto no dan caudal industrial, y el equipo imagina ya un láser capaz de tirar diez veces por segundo sobre una cinta continua, con un baño de agua recogiendo los granos. Antes de ese salto, en noviembre de 2026 está prevista una nueva campaña con un objetivo más ambicioso: producir BC8, una forma de carbono hasta ahora solo calculada teóricamente, algo más densa que el diamante, casi igual de dura y menos frágil. Si el láser logra esa transición desde el plástico, el hallazgo abrirá una segunda puerta; por ahora, la primera sigue abierta: diez billones de diamantes por disparo, recogidos enteros.

Foto | ELI Beamlines