¿Es el diamante realmente el material más duro que conocemos?

¿Es el diamante realmente el material más duro que conocemos?

El diamante obtiene un 10 perfecto en la escala de dureza de Mohs, lo que indica que es el material natural más duro cuando se somete a rayado. Sin embargo, se predice que la lonsdaleita, una sustancia que se encuentra en los meteoritos, será incluso más dura que el diamante.

Pregúntele a cualquier fanático de la ciencia “¿cuál es el material más difícil?” e indudablemente responderá diamante.

La palabra diamante tiene sus raíces en la palabra griega ἀδάμας (leída como adamas), que significa insuperable o irrompible. Durante décadas, los seres humanos han aprovechado la impecable dureza del diamante para realizar actividades de corte intensivas. Además, dada su capacidad para interactuar maravillosamente con la luz, los diamantes son un artículo de joyería muy codiciado por las mujeres. Pero, ¿es el diamante realmente el material más duro de la Tierra?

Bueno, casi … pero los científicos han descubierto un rival potencial que se cree que es incluso más duro que el diamante.

Diamante redondo brillante suelto real vista lateral sobre fondo blanco (Manutsawee Buapet) s

Diamante deslumbrante (Crédito de la foto: Manutsawee Buapet / Shutterstock)

Sustancia natural más dura de nuestro planeta

Cuando se trata de las sustancias más duras de origen natural, el diamante es el claro ganador. Gracias a su estructura compacta, es muy difícil superar su dureza. Ahora surge la pregunta … ¿cómo medimos la dureza?

Medir la dureza

En la ciencia de los materiales, evaluar la dureza de un material es muy importante. Sin embargo, la dureza no es tan fácil de definir. Por tanto, la dureza se puede medir de una manera diferente, dependiendo del contexto y la aplicabilidad.

Escala de dureza de Mohs

Una de las escalas de dureza más utilizadas es la escala de dureza de Mohs, diseñada por un mineralogista alemán Friedrich Mohs en el siglo XIX. En esta escala, la dureza es una medida de resistencia que presenta un material dado cuando se raya con otro. La escala de dureza de Mohs varía de 0 a 10, donde 10 indica la más dura (menos afectada por los rasguños) y 0 es la menos dura.

Escala de Mohs de dureza mineral (Andriy Kananovych) s

Escala de Mohs de dureza mineral (Crédito de la foto: Andriy Kananovych / Shutterstock)

Diamond obtuvo un 10 perfecto en esta escala, lo que indica claramente que es el material natural más duro cuando se somete a rayado. Para comprender lo bueno que es un diamante, considere el acero, que es conocido por su dureza, ¡con una puntuación de solo 4.5 en esta escala!

Ahora, la medición de la dureza según la capacidad de resistencia a los arañazos de una sustancia no fue aprobada por todos. Por lo tanto, los científicos comenzaron a buscar un método alternativo para medir la dureza. Se desarrolló otra técnica de dureza en la que se utilizó un indentador para evaluar la dureza.

Prueba de dureza Vickers

Una de las pruebas más famosas para determinar la dureza con un penetrador es la prueba de dureza Vickers. En este método de prueba de dureza, se presiona un penetrador en forma de pirámide contra el material cuya dureza debe evaluarse. Se aplica una cantidad específica de fuerza durante un tiempo específico sobre el material en cuestión. Después de esta actividad de indentación, se mide el grado de indentación en el material. Esto se hace midiendo el área de la superficie de la muesca infligida en el material por el penetrador. Una vez más, se descubrió que el diamante es el material natural más duro de la Tierra.

¿Qué hace que un diamante sea tan duro?

En este punto, es posible que se esté preguntando, ¿qué hace que un diamante sea tan duro? La respuesta está en la estructura molecular de este elemento brillante. El diamante es un alótropo del carbono, formado por cinco átomos de carbono que comparten electrones entre sí en una estructura de red tetraédrica. El enlace covalente entre estos átomos de carbono es extremadamente fuerte y muy difícil de romper a temperatura ambiente.

El diamante como estructura tetraédrica de carbono.

El diamante como estructura tetraédrica de carbono.

Debido a este fuerte enlace covalente, los diamantes no tienen electrones libres, lo que los convierte en un mal conductor eléctrico, pero un excelente conductor de calor. De hecho, un diamante es cinco veces mejor en conducción térmica que el cobre. Debido a su fantástica conductividad térmica, los diamantes suelen estar presentes en piezas eléctricas, como disipadores de calor.

Y el material más duro es …

Después de leer esto, es posible que sienta que los diamantes son invencibles, pero ese no es realmente el caso. El diamante se vuelve vulnerable a temperaturas muy altas. Cuando se calienta un diamante por encima de los 800oC, sus propiedades químicas y físicas dejan de ser las mismas. La dureza característica de un diamante se ve comprometida. Comienzan a reaccionar químicamente con el hierro, que es lo que hace que el diamante sea indeseable para el mecanizado de acero.

Por lo tanto, los científicos e investigadores han estado buscando durante mucho tiempo un material superduro que tenga una mejor estabilidad química. En 2009, investigadores que trabajaban en colaboración en la Universidad Jiao Tong de Shanghai y la Universidad de Nevada afirmaron haber encontrado dos materiales que pueden vencer a un diamante en su propio juego.

Los dos posibles reclamantes propuestos para la sustancia más dura fueron: nitruro de boro de wurtzita (w-BN) y lonsdaleita.

Nitruro de boro de wurtzita (w-BN)

El nitruro de boro de wurtzita (w-BN) tiene una estructura similar a la de un diamante, pero está compuesto por átomos de boro y nitrógeno, junto con carbono. w-BN es extremadamente raro y solo se puede encontrar después de cierto tipo de erupción volcánica. Una simulación realizada por investigadores en 2009 de la estructura hexagonal w-BN encontró que era un 18% más dura que el acero. Además, el w-BN es químicamente más estable que el diamante a altas temperaturas.

Lonsdaleita

La lonsdaleita está hecha solo de átomos de carbono, como un diamante, aunque con una estructura diferente. Y adivinen qué … ¡la lonsdaleita es incluso más fuerte que w-BN! Curiosamente, la lonsdaleita es una sustancia cósmica que se obtiene cuando un meteorito rico en grafito golpea la Tierra. Una simulación de la muesca mostró que la lonsdaleita es un 58% más fuerte que el diamante, lo que convierte a la lonsdaleita en la sustancia más dura de la Tierra.

Espera, hay una trampa …

Sin embargo, hay un problema con estas afirmaciones de que el w-BN y la lonsdaleita son más fuertes que el diamante. Estas afirmaciones se basan en un programa de simulación que se ejecuta en una computadora, no en una verificación física. Como estos elementos son extremadamente difíciles de encontrar, aún no se han probado físicamente para determinar su dureza.

Lonsdaleita;  Diamante meme

Dicho esto, su simulación sugiere que estos materiales más duros que el diamante tienen una buena estabilidad térmica y química; si podemos producirlos sintéticamente en cantidades suficientemente grandes, podrían resultar revolucionarios. Se pueden utilizar como cortadores potentes colocándolos encima de otras herramientas de corte. Además, su estabilidad a temperaturas más altas los haría útiles en misiones espaciales a Venus o Mercurio, que tienen temperaturas extremadamente altas.

Pensamientos finales

Bueno, el diamante podría haber perdido teóricamente su corona de ser el material más duro, pero siempre seguirá siendo el rey de las piedras preciosas. Además, la afirmación de que la lonsdaleita es la sustancia más dura aún no se ha confirmado físicamente, por lo que aún podríamos dar el beneficio de la duda a los diamantes. Metafóricamente, el diamante está bajo una tremenda presión por parte de sus otros pares basados ​​en el carbono para mantener su estatus. Afortunadamente, los diamantes solo pudieron formarse porque resistieron valientemente el estrés externo extremo debajo de toneladas de roca, ¡por lo que están acostumbrados a manejar la presión!

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