Además de su belleza y de sus singulares propiedades físicas, que por sí mismas son interesantes, los diamantes que contienen boro en su red de carbono, son semiconductores, propiedad que los hace interesantes como detectores de radiación. INGIMAGE
Los diamantes no siempre fueron tan valorados e interesantes como son ahora, en un principio competían con otras piedras cristalinas porque los joyeros los pulían con formas redondeadas, con el tiempo, cuando los empezaron a pulir y cortar con caras o facetas, se dieron cuenta que resplandecían y brillaban más que cualquier otro material que hubieran visto.
Para la ciencia, como señala Ernesto Moreno Belmont, investigador del Instituto de Física de la UNAM, los diamantes tienen varias características sobresalientes que los hacen interesantes, una de ellas es su dureza, de hecho el material más duro hasta la fecha conocido.
Esto significa que tiene una gran resistencia a ser rayado y gracias a esta propiedad, el polvo de diamante se utiliza en la fabricación de herramientas de corte, pulido y como abrasivo.
Otra propiedad destacada de los diamantes es que son excelentes conductores de calor, hasta 10 o 100 veces más que algunos metales conductores como el oro, la plata o el cobre, por ello, también se utilizan para disipar el calor de ciertos circuitos electrónicos.
El índice de refracción es una más de sus características notables, ésta es la responsable de que cuando se corta adecuadamente el diamante, brille. Cuando la luz pasa por un diamante, una cantidad importante no sigue de frente, sino que se regresa haciendo resplandecer el material.
El especialista explicó que aunque hay materiales que tienen un mayor índice de refracción que el diamante, se trata de materiales sintéticos que no existen en la naturaleza.
Detectores de radiación
Además de su belleza y de sus singulares propiedades físicas, que por sí mismas son interesantes, los diamantes azules, que contienen boro en su red de carbono, son semiconductores.
De acuerdo con Ernesto Belmont, esta propiedad hace a los diamantes azules interesantes como detectores de radiación, por lo que él y uno de sus estudiantes estudian esta característica.
"Los diamantes azules, con boro, tienen la característica de que son muy resistentes a la radiación, aunque todavía no se comprende muy bien por qué", expresa el investigador.
Entre los retos que se han enfrentado para estudiar los diamantes como detectores de radiación es que, al ser muy lisos y perfectamente pulidos, no pueden sujetarse en el microscopio, ni siquiera utilizando gomas. Además, cuando se hacen puntos de contacto para hacerles pasar electricidad, también se resbalan al calentarse.
En grandes laboratorios como el del Gran Colisionador de Hadrones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés), se utilizan diamantes sintéticos con boro para detectar cuando los niveles de radiación aumentan.
Diamantes de colores
Desde el punto de vista óptico, una de las características más interesantes de los diamantes es su color, aunque la mayoría de los diamantes que se conocen, por lo menos en México, son blancos o incoloros, hay también diamantes amarillos, azules, rosas, naranjas, cafés, verdes, rojos, púrpuras e, incluso, negros.
Los diamantes que tienen un tinte amarillo, generalmente lo deben a que contienen un poco de nitrógeno en la red de carbono de la que están hechos, mientras que los diamantes azules y negros deben su color al boro y al grafito, respectivamente.
Ernesto Moreno Belmont apunta que los demás colores de diamantes no son resultado de la presencia de otros elementos, sino de la distribución de los carbonos en la red cristalina que constituye el diamante. Es todavía un misterio para la física explicar qué causa estas tonalidades, pero se piensa que son defectos que se presentaron durante la formación del diamante, agrega.
Estudiar la coloración en los diamantes no es sencillo, debido a que los diamantes de color generalmente son raros y por lo tanto más caros que los blancos, además, frecuentemente son joyas de colección. Conseguir diamantes para estudiarlos y además conseguirlos de colores es aún más complicado.
Estudios sobre el corte brillante
En la naturaleza, los diamantes cristalizan en el sistema cúbico, y eventualmente forman octaedros. Durante siglos, los joyeros experimentaron cortando y puliendo caras a los diamantes para ver qué corte era el que hacía lucir mejor la joya. Al final, llegaron al llamado corte brillante, que tiene 58 facetas y es la forma que refleja la mayor cantidad de luz.
En 1919, el físico Marcel Tolkowsky publicó A Study of the Reflection and Refraction of Light in a Diamond, donde hizo los cálculos matemáticos, considerando los ángulos y el índice de refracción, para demostrar que el corte brillante era el corte bajo el cual se reflejaba la mayor cantidad de luz.
"Primero, por ensayo y error se encontró el corte que resultaba más estético y posteriormente se hicieron los cálculos que demostraban que era correcto", señaló el físico, quien aclaró que Tolkowsky hizo los cálculos solamente para la figura del diamante en dos dimensiones, pero nadie lo ha hecho aún en tres dimensiones.
Precisamente el doctor Moreno Belmont trabaja para hacer los cálculos matemáticos que demostrarían que el corte brillante en tres dimensiones es el corte más adecuado para que el diamante refleje la mayor cantidad de luz. A diferencia de hace casi un siglo, cuando Marcel Tolkowsky hizo sus estudios, actualmente se cuenta con la ayuda de computadoras y software para concluir con esta tarea.
