De diamantes naturales y artificiales y de hojas artificiales que generan combustibles limpios.

Un diamante se vendió en casi 58 millones de dólares en Hong Kong.

El "Williamson Pink Star", de 11.15 quilates, alcanzó un precio de 57.7 millones de dólares en Hong Kong, el segundo precio más alto alcanzado por una joya en una subasta. Fotografía Afp.

Se piensa que los diamantes fueron reconocidos y minados por primera vez en lo que hoy es India, donde depósitos aluviales significativos de dicha piedra podrían haberse encontrado hace muchos siglos a lo largo de los ríos: Penner, Krishna y Godavari. El primero de ellos es un río costero del territorio sureño de la actual India, con una longitud de 957 kilómetros, que nace en las colinas "Nandi" y desemboca en el "Golfo de Bengala"; el Río Krishna es uno de los principales ríos de la India, perteneciente a la vertiente del "Golfo de Bengala", que discurre por los estados de Maharashtra, Andhra Pradesh, Telangana y Karnataka, nace en las colinas de Mahabaleswa, con un recorrido de un mil cuatrocientos kilómetros; y el tercero es el rio Godavari, con una longitud aproximada es de un mil cuatrocientos cincuenta kilómetros, nace en el templo de Trimbakeshwar, cerca de las ciudades de Nasik y Bombay en el estado de Maharashtra, a unos 380 kilómetros de distancia del mar Arábigo, desembocando en el "Golfo de Bengala".

Se considera asunto probado que los diamantes eran conocidos en los territorios de la actual India desde hace al menos tres mil años, y se conjetura que se conocieron desde hace seis mil años. Los diamantes han sido atesorados como gemas desde su uso como iconos religiosos en esos lugares. Su uso en herramientas de grabado también se remonta a la historia más temprana de la humanidad.

Mapa que muestra la Hidrografía de la India. Tomada de es. map. svg

En la "mineralogía" un diamante es un "alótropo del carbono" en el que sus átomos están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada. El diamante es la segunda forma más estable de carbono, después del "grafito"; sin embargo, la tasa de conversión de diamante a grafito es despreciable a condiciones ambientales. El diamante tiene renombre específicamente como un material con características físicas superlativas, muchas de las cuales derivan del fuerte enlace covalente entre sus átomos. En particular, el diamante tiene la más alta dureza y conductividad térmica de todos los materiales conocidos. Estas propiedades determinan que la aplicación industrial principal del diamante sea en herramientas de corte y de pulido además de otras aplicaciones. El diamante es el material natural más duro conocido hasta el momento, aunque en el año 2009 se iniciaron unos estudios que parecen demostrar que la "lonsdaleíta", que es un 58% más dura, considerando que la definición de la dureza es la resistencia a la rayadura. Este material es un alótropo hexagonal del carbono, fue descubierto en el año 1967, en el cráter dejado por el impacto de un meteorito  en Arizona y posteriormente en otros lugares que muestran impactos de meteoritos; se teoriza que en el impacto del meteorito contra la tierra, con el grafito que presenta dicho meteorito, más con el calor y la energía del impacto, lo transforman en diamante, pero manteniendo su estructura hexagonal.

El diamante es uno de los minerales con más valor del mundo por sus características físicas y ópticas. Debido a su estructura cristalina extremadamente rígida, puede ser contaminada por pocos tipos de impurezas, como los elementos químicos boro y nitrógeno. Combinado con su gran transparencia, correspondiente a una amplia "banda prohibida" de 5,5 eV, esto resulta en la apariencia clara e incolora de la mayoría de diamantes naturales. Algunas pequeñas cantidades de defectos o impurezas, aproximadamente una parte por millón, inducen un color de diamante azul (por el boro), amarillo (por el nitrógeno), marrón (por defectos cristalinos), verde, violeta, rosado, negro, naranja o rojo.

El diamante también posee una "dispersión refractiva" relativamente alta, esto es, la propiedad de dispersar luz de diferentes colores, lo que resulta en su lustre característico. Sus propiedades ópticas y mecánicas excelentes, combinadas con una mercadotecnia eficiente, hacen que el diamante sea la gema más popular.

La mayoría de diamantes naturales se forman en condiciones de presión y temperatura extremas existentes a profundidades de entre los 140 kilómetros a los 190 kilómetros en el "manto terrestre". Los minerales que contienen carbono proveen la fuente de carbono, y la conversión tiene lugar en períodos de un mil a 3.3 mil millones de años, lo que corresponde, aproximadamente, de entre el 25 % al 75 % de la edad del planeta. Los diamantes son trasladados cerca de la superficie de la Tierra a través de erupciones volcánicas profundas por el magma, que se enfría en rocas ígneas conocidas como "kimberlitas" y "lamproitas".

Los diamantes también pueden ser producidos sintéticamente en un proceso de alta presión y alta temperatura que simula aproximadamente las condiciones en el manto de la Tierra. Una alternativa, y técnica completamente diferente, es la "deposición química de vapor". Algunos materiales distintos al diamante, como la "zirconia cúbica" y "carburo de silicio" son denominados frecuentemente simulares de diamantes, por semejarse al diamante en apariencia y muchas propiedades. Se han desarrollado técnicas gemológicas especiales para distinguir los naturales de los diamantes sintéticos y los simulantes de diamantes.

Fotografia de diamantes. Mario Sarto trabajo propio.

El mercado para los diamantes de grado industrial opera de forma muy diferente de su contraparte ornamental. Los diamantes industriales son valorados mayoritariamente por su dureza y conductividad térmica, haciendo algunas de las características gemológicas de los diamantes, tales como claridad y color, irrelevantes para la mayoría de aplicaciones. Esto ayuda a explicar por qué el ochenta por ciento de los diamantes minados, igual a aproximadamente 100 millones de quilates, o veinte mil kilogramos anualmente, no aptos para su uso como piedras preciosas, son destinadas al uso industrial. Además de los diamantes minados, los diamantes sintéticos encontraron aplicaciones industriales casi inmediatamente tras su invención en la década de 1950; se producen anualmente otros tres mil millones de quilates, algo así como seiscientas toneladas métricas, de diamantes sintéticos para uso industrial. Actualmente, aproximadamente el noventa por ciento del material abrasivo de las lijas de diamante es de origen sintético.

Ahora que el uso de estos materiales, en el modo ornamental, es conocido y muy apreciado, especialmente en los últimos dos siglos, producto de la popularidad de los diamantes ha ido creciendo desde el siglo XIX debido a su creciente suministro, mejores técnicas de corte y pulido, crecimiento en la economía mundial, y campañas de publicidad innovadoras y exitosas.

El "Cullinan", o "Estrella del Sur", es el mayor diamante hallado, en toda la historia del que se tenga conocimiento. Su valor era incalculable, hasta tal punto que debió ser troceado en varios fragmentos, fue extraído de una mina ubicada en Sudáfrica propiedad de Thomas Cullinan, de ahí su nombre,  pesaba en bruto tres mil 106 quilates, uno 621 gramos, en poder de La Corona Británica.

El diamante negro más conocido y con mayor valor es el "Ojo de Brahma" o el «Diamante de Orlov Negro», con un peso de 67.5 quilates, es de origen indú, debe su primer nombre a su procedencia, se le ubica como uno de los ojos, de la estatua del dios Brahma ubicada en la ciudad de Pondycherri, de donde fue robado; llegando en el siglo Veinte a ser propiedad la princesa rusa Olga Nadeja Petrovna Orlov, quién le legó su segundo nombre. 

En el año 2008, el "Diamante Wittelsbach", uno de los diamantes más grandes del mundo, con un diámetro de 24.4 milímetros y una altura de 8.29 milímetros, con un peso de 35.56 quilates, esto es, 7.11 gramos, que pertenece a los llamados "diamantes azules", por su tonalidad, mismo que alcanzó en una subasta de la casa "Christie's", la suma de más de veinticuatro millones de dólares; pero en el año 2009, un diamante azul de 7.03 quilates, 1.41 gramos alcanzó el más alto precio por quilate jamás pagado para un diamante, cuando fue vendido en subasta por casi siete millones de Euros, o nueve y medio millones de dólares, de aquel tiempo, lo que excedía notablemente los 1.3 millones de dólares por quilate. Todo ello en un mercado mundial muy controlado, la producción y distribución de diamantes está grandemente consolidada en las manos de unos pocos jugadores clave, y concentrados en centros de intercambio de diamantes tradicionales. Siendo el más importante, el de la ciudad belga de Amberes, lugar donde se manejan el ochenta por ciento de los diamantes brutos, cincuenta por ciento de todos los diamantes cortados y más del cincuenta por ciento de diamantes brutos, cortados e industriales combinados.

Y muy recientemente, el viernes siete de octubre, un diamante rosa se vendió en Hong Kong por casi cincuenta y ocho millones de dólares, lo que supone un récord de precio por quilate en cualquier subasta de gemas o diamantes, según la casa de subastas "Sotheby's".

El conocido como "Williamson Pink Star", de 11.15 quilates, alcanzó  un importe de cincuenta y siete millones setecientos mil dólares, convirtiéndolo en el segundo precio más alto alcanzado por una joya en una subasta, informó la casa de subastas "Sotheby's". La puja, ganada por un comprador no revelado de Florida, se acercó a triplicar el precio estimado de salida de veintiún millones de dólares. Se considera que los diamantes rosas son las gemas más raras y las más solicitadas en el mercado global, este fue el segundo diamante rosa vendido en subasta. El registro anterior lo ostentaba el "CTF Pink Star", el que fue vendido en el año 2017, por la cantidad de 71.2 millones de dólares, también en Hong Kong.

Lo cantóo Marilyn Monroe y se volvió frase célebre: "Los diamantes son los mejores amigos de una chica". Wikipedia de la película "Los Caballeros las prefieren rubias".

El director de la sección de joyería y relojes en Sotheby's Asia, informó que: "La venta del viernes no solo da fe de la resistente demanda de diamantes de alta calidad en Asia, sino que también aumentó la conciencia de la gran escasez de diamantes rosas”.

El "Williamson Pink Star" fue nombrado así en honor a otros dos diamantes rosas: el "CTF Pink Star" y el "Williamson Stone", este es una piedra de 23.6 quilates regalada a la reina Isabel II para su boda en el año 1947.

Aseguro el director de la joyería británica "77 Diamonds": "La “asombrosa venta demuestra que los diamantes de calidad pueden alcanzar grandes precios en una economía titubeante. Los activos sólidos como diamantes de clase mundial tienen una historia de funcionar bien incluso en tiempos de inestabilidad”.

Pero no todo lo que brilla es una gema, y puede ser un producto que brinda mucho mayor beneficio, científicos inspirados por la fotosíntesis, han creado hojas flotantes que generan combustibles, con agua y luz solar.

Fotografía de las "hojas flotantes" en el río Cam, en Cambridge. Tomada de Magia digital. cl.

Científicos de Cambridge dirigidos por Erwin Reisner, publicaron el 17 de agosto pasado, en la revista "Nature", unas “hojas artificiales” flotantes que generan combustibles limpios a partir de la luz solar y el agua, y podrían funcionar a gran escala en el mar.

Este equipo ha diseñado unos dispositivos ultrafinos y flexibles que se inspiran en la fotosíntesis, esto es, el proceso biológico por el que las plantas convierten la luz solar en alimento. Estos dispositivos autónomos de bajo costo son lo suficientemente ligeros como para flotar y podrían usarse con la finalidad de generar una alternativa sostenible a la gasolina sin ocupar espacio en la tierra.

Las pruebas al aire libre, fueron realizadas en el río Cam, cerca de lugares emblemáticos de Cambridge como: el Puente de los Suspiros, la Biblioteca Wren y la Capilla del King’s College, demostraron que pueden convertir la luz solar en combustible con la misma eficacia que las hojas de las plantas con estas hojas ligeras.

Es la primera vez que se genera combustible limpio en el agua y, si se amplía, las hojas artificiales podrían utilizarse en vías navegables contaminadas, en puertos o incluso en el mar, y podrían ayudar a reducir la dependencia de la industria naviera mundial de los combustibles fósiles.

“Queríamos ver hasta qué punto podíamos reducir los materiales que utilizan estos dispositivos sin que ello afectara a su rendimiento. Si podemos reducir los materiales lo suficiente como para que sean lo bastante ligeros como para flotar, se abrirán nuevas posibilidades de uso de estas hojas artificiales”, añadió Erwin Reisner.

Durante varios años, el grupo de investigación del profesor Erwin Reisner en Cambridge ha estado trabajando para resolver este problema mediante el desarrollo de soluciones sostenibles de gasolina basadas en los principios de la fotosíntesis. En 2019, desarrollaron una hoja artificial que produce gas de síntesis a partir de la luz solar, el dióxido de carbono y el agua. "Syngas" es un intermediario clave en la producción de muchos productos químicos y farmacéuticos.

Fotografía de la hoja artificial que produce gas, Universidad de Cambridge. Tomada de Fundación Aquae. org.

El prototipo anterior producía combustible combinando dos absorbedores de luz con catalizadores adecuados. Sin embargo, incorporó sustratos de vidrio grueso y revestimientos de barrera contra la humedad, lo que hizo que el dispositivo fuera voluminoso.

Expresó el Doctor Virgil Andrei del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge, redactor del periódico y coautor principal: «Las hojas artificiales podrían reducir significativamente el costo de la producción sostenible de combustible, pero dado que son pesadas y frágiles, son difíciles de producir a gran escala y de transportar».

Reisner, indicó complementariamente: «Queríamos ver hasta dónde podíamos reducir los materiales utilizados por estos dispositivos, sin afectar su rendimiento. Si podemos reducir los materiales lo suficiente para que sean lo suficientemente livianos para flotar, eso abre nuevas formas de usar estas hojas artificiales».

Para la nueva versión de la hoja artificial, los científicos se inspiraron en la industria electrónica,  las técnicas de miniaturización han llevado a la creación de teléfonos inteligentes y pantallas flexibles, revolucionando el campo. El desafío para el equipo de investigación de Cambridge era cómo depositar absorbentes de luz en sustratos livianos y protegerlos contra la entrada de agua. Para superar estos desafíos, los investigadores utilizaron óxidos metálicos de película delgada y materiales conocidos como "perovskitas", que se pueden recubrir sobre láminas de plástico y metal flexibles. Los dispositivos estaban revestidos con capas micrométricas repelentes al agua a base de carbono que evitaban la degradación por la humedad. El resultado fue un dispositivo que no solo funciona, sino que también parece una hoja real.

Dijo el doctor Virgil Andrei: «Este estudio demuestra que las hojas artificiales son compatibles con las técnicas de fabricación modernas, lo que representa un primer paso hacia la automatización y el aumento de la producción de combustible solar. Estas láminas combinan las ventajas de la mayoría de las tecnologías de combustible solar, ya que logran el bajo peso de las lechadas de polvo y el alto rendimiento de los sistemas cableados».

Las pruebas de las nuevas hojas artificiales han demostrado que pueden dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, o reducir el (CO2) al gas de síntesis. Aunque será necesario realizar más mejoras antes de que estén listos para aplicaciones comerciales, los científicos dicen que este desarrollo abre caminos completamente nuevos en su trabajo.

“Las granjas solares se han vuelto populares para generar electricidad; estamos considerando granjas similares para la síntesis de combustible”, dijo el doctor Andrei. «Estos podrían abastecer asentamientos costeros, islas remotas, cubrir estanques industriales o evitar la evaporación del agua de los canales de riego».

Dos escenarios humanos propios del siglo Veintiuno, viejas costumbres y nuevos enfoques, en esta ocasión la Machincuepa Cuántica aborda ambos, y también tienen sus estadísticas.