Los diamantes sintéticos son más puros, hermosos y baratos que los naturales
(worksinprogress.co)- El diamante es un material formado por una red tridimensional de átomos de carbono, y las tecnologías de fabricación en laboratorio han avanzado hacia una producción más rápida y barata que supera las impurezas, los costos de extracción y los límites de calidad de los naturales.
- Desde la síntesis de alta presión y alta temperatura (HPHT) de General Electric en la década de 1950, las mejoras en solventes metálicos, catalizadores, getters y control de gradientes de temperatura permitieron producir monocristales con calidad de gema, más allá del uso industrial.
- La deposición química de vapor (CVD) hace crecer carbono sobre una semilla de diamante usando hidrógeno y metano en una cámara de reacción de baja presión; al no requerir presiones extremas, permite observar y controlar el proceso de fabricación con mayor facilidad.
- En el mercado de joyería, el precio de un diamante sintético redondo brillante de 1 quilate, casi incoloro y grado VS, bajó de 5.440 dólares en 2016 a 1.325 dólares en 2024, y en una encuesta de 2023 a parejas que se casaban, los diamantes sintéticos representaban el 46% de los anillos de compromiso.
- En la industria, los diamantes sintéticos se usan en corte, perforación, óptica, disipación térmica y como material candidato para semiconductores, aunque para uso en semiconductores aún persisten problemas de costo, tamaño de oblea y dopaje tipo n.
Propiedades del diamante y objetivos de la fabricación en laboratorio
- El diamante, como su nombre derivado del griego ἀδάμας, es un material en el que los átomos de carbono forman una red cúbica o hexagonal.
- Debido a sus enlaces fuertes y a su densa disposición atómica, es el material natural más duro y difícil de comprimir.
- Tiene alta conductividad térmica y alta resistencia eléctrica, pero si se le agregan pequeñas cantidades de nitrógeno, fósforo o boro puede convertirse en semiconductor.
- El diamante puro es incoloro y presenta una gran dispersión de la luz; al incorporar ciertas impurezas, puede adquirir colores aptos para joyería.
- En la naturaleza, la formación de diamantes tarda miles de millones de años, y la mayoría de los diamantes naturales tienen demasiadas impurezas para usarse en joyería o en industrias avanzadas.
- La fabricación en laboratorio permite producir diamantes más rápido, más puros y más baratos, lo que abre usos que antes eran difíciles.
El descubrimiento de que el diamante es carbono
- En 1773, Antoine-Laurent de Lavoisier realizó en los jardines del Louvre un experimento en el que concentró luz solar con una gran lente convexa para quemar diamantes.
- Algunos diamantes se evaporaron por completo, y otros se ennegrecieron y perdieron masa.
- Lavoisier consideró que tanto el diamante como el carbón eran sustancias combustibles, pero no logró concluir que fueran la misma sustancia.
- En 1796, Smithson Tennant calentó diamantes en un recipiente cerrado de oro con nitrato de potasio para producir dióxido de carbono y midió su cantidad.
- Con base en que la cantidad de dióxido de carbono generada era casi igual a la que se producía al quemar carbón vegetal del mismo peso, concluyó que el diamante estaba compuesto únicamente de carbono.
- Este resultado fue recibido con escepticismo durante unos 20 años, hasta que otros científicos lo reprodujeron y fue aceptado.
- Investigadores del siglo XIX intentaron convertir carbón vegetal en diamante mediante evaporación, explosiones y calor intenso, entre otros métodos, pero no tuvieron éxito.
El fracaso de Henri Moissan y la dirección que dejó marcada
- Henri Moissan intentó sintetizar diamantes basándose en el arco eléctrico, diversas formas de carbono y el registro geológico.
- Al observar que los diamantes sudafricanos estaban dentro de rocas que habían ascendido desde estratos profundos, concluyó que la presión era necesaria en el proceso de formación.
- En el meteorito Canyon Diablo se encontraron pequeños diamantes dentro de masas de hierro, y Moissan pensó que podían haberse formado cuando hierro fundido con carbono disuelto se enfrió rápidamente y se contrajo.
- Moissan realizó experimentos en los que calentaba hierro y carbono carbonizado a 3.000 °C y luego los enfriaba bruscamente con agua, limaduras de hierro y plomo; creyó haber creado diamantes.
- Más tarde, otros químicos no lograron reproducir sus resultados, y también hubo sospechas de que alguno de sus asistentes podría haber introducido fragmentos de diamante natural.
- A pesar del fracaso, Moissan acertó al señalar que la alta presión y alta temperatura, junto con catalizadores de solvente metálico, eran importantes para sintetizar diamantes.
General Electric y la síntesis HPHT
- En 1950, el General Electric Research Laboratory formó en Schenectady, Nueva York, el Project Superpressure para iniciar la síntesis de diamantes en laboratorio.
- GE estaba preocupada por el costo de importar diamantes usados para estirar el alambre de filamento de tungsteno de las bombillas.
- Incorporó una prensa hidráulica de 125.000 dólares, de dos pisos de altura, capaz de generar 1.000 toneladas de presión.
- El 16 de diciembre de 1954, Howard Tracy Hall realizó un experimento con un tubo de grafito, sulfuro de hierro, discos de tantalio y semillas de diamante.
- La belt press que diseñó tenía una estructura en la que yunques superiores e inferiores comprimían la celda de reacción, mientras que los laterales estaban sostenidos por una banda de acero previamente tensionada.
- El experimento se realizó durante 38 minutos bajo condiciones de aproximadamente 10 GPa y 1.600 °C.
- Al abrir la celda y ver brillar pequeñas caras de cristales octaédricos, Hall concluyó que se habían formado diamantes hechos por el ser humano.
- Durante las dos semanas siguientes, GE reprodujo el resultado 20 veces, y el 15 de febrero de 1955 anunció al mundo la síntesis de diamantes de laboratorio.
- Los diamantes producidos con el proceso de Hall tenían diámetros de milésimas de milímetro, por lo que no servían para joyería, pero eran muy útiles para usos industriales como corte, pulido, trefilado de alambre y conformado de piezas de precisión.
- Los primeros diamantes industriales de GE eran más caros que los naturales, pero al controlar con precisión el proceso de crecimiento se podía ajustar su forma y regularidad a pedido, y rápidamente demostraron su superioridad.
Órdenes de confidencialidad y avances en la tecnología de prensas
- El Departamento de Comercio de Estados Unidos restringió la publicación de los detalles de la belt press de Hall y nuevas investigaciones de química de alta presión para mantener la ventaja tecnológica durante la Guerra Fría.
- Durante la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos dependía del cártel De Beers para el suministro de diamantes industriales, y un memorando de 1944 señalaba que el país estaba pagando precios monopólicos por materiales esenciales necesarios para la producción en tiempos de guerra.
- Para mejorar la belt press, que aplicaba presión en un solo eje, Hall creó en 1957 una tetrahedral press que aplicaba presión desde cuatro direcciones, pero este diseño también quedó sujeto a una orden de confidencialidad.
- Posteriormente, tras la oposición de científicos y otras agencias gubernamentales, el Departamento de Defensa ordenó al Departamento de Comercio levantar las órdenes de confidencialidad sobre la belt press y la tetrahedral press.
- Como método más práctico se usa la cubic press, en la que seis yunques hidráulicos presionan las seis caras de una celda de reacción cúbica.
- Un cubo tiene menor relación superficie-volumen que un tetraedro, lo que permite obtener la presión necesaria con menos fuerza.
- Los científicos soviéticos usaron un dispositivo split-sphere en lugar de una prensa hidráulica.
- El método consistía en ajustar yunques internos y externos alrededor de la celda de reacción en una estructura esférica, y aplicar presión desde todos los lados con fluido hidráulico para concentrarla en la celda central.
Química del proceso HPHT y control de impurezas
- La belt press, la cubic press y el dispositivo split-sphere difieren en cómo transmiten la presión, pero la química de la celda de reacción es la misma.
- El grafito se transforma en diamante a alta presión y alta temperatura con ayuda de un solvente metálico y pequeñas semillas de diamante.
- A bajas presiones y temperaturas, el grafito es la fase de carbono más estable.
- El grafito tiene una estructura de láminas bidimensionales, y cada átomo de carbono forma enlaces covalentes con tres átomos de carbono.
- A alta presión, el diamante se vuelve la forma de carbono más estable.
- Cada átomo de carbono forma enlaces covalentes con cuatro átomos de carbono, creando una red tridimensional densa.
- Para convertir grafito directamente en diamante, el cambio estructural ocurre bajo condiciones de 15 GPa y 3.000 °C, pero es difícil mantener una temperatura y presión uniformes, por lo que tienden a formarse diamantes pequeños y rugosos.
- Los fabricantes reducen las condiciones necesarias mediante catalizadores de solvente metálico.
- Calientan semillas de diamante, grafito y un solvente de metal de transición como el hierro a 1.300 °C–1.800 °C y aplican una presión de 5–7 GPa.
- El metal fundido disuelve el grafito y lo descompone en átomos de carbono individuales.
- Si la semilla se mantiene a una temperatura más baja que el metal, los átomos de carbono se precipitan sobre su superficie y el diamante crece.
- Este proceso tarda varias semanas, pero es más fácil de controlar que la síntesis directa y permite obtener estructuras monocristalinas más grandes, puras y uniformes.
- Las principales impurezas que deben controlarse en la síntesis son el nitrógeno y el boro.
- El nitrógeno vuelve amarillo al diamante, y el boro lo vuelve azul.
- Getters como aluminio, titanio y zirconio absorben nitrógeno y boro, evitando que se incorporen a la red.
- Si se necesitan diamantes amarillos o azules, es fácil incorporar nitrógeno o boro durante la fabricación.
- Los diamantes rosados se producen incorporando nitrógeno y luego irradiando y calentando el material para crear centros nitrógeno-vacancia, y este defecto produce el color rosado.
- Se ha propuesto que los diamantes rosados podrían servir como medio para almacenar y manipular información cuántica a temperatura ambiente.
CVD: un método de fabricación que no imita a la naturaleza
- En la década de 1950, laboratorios industriales de Estados Unidos y la Academia de Ciencias de la Unión Soviética investigaron la deposición química de vapor (CVD), que no reproduce las condiciones naturales de alta presión y alta temperatura
- La CVD es un método de fabricación que deposita material sólido a partir de vapor en reacción química
- Para fabricar diamantes, hay que convertir el carbono en un gas en estado atómico a alta temperatura y, al enfriarse, inducir que cristalice con estructura de diamante
- William Eversole, de Union Carbide, escribió en una patente de 1958 que, si se calentaba metano o monóxido de carbono a 900–1,100 °C y baja presión junto con una semilla de diamante, el diamante se depositaba más rápido que el grafito
- En ese momento fue un resultado inesperado, porque el grafito es termodinámicamente más estable
- La velocidad inicial de crecimiento era de unos 0.01 µm/h, demasiado lenta para su comercialización
- El equipo de investigación de John Angus en Case Western Reserve University alternó ciclos de crecimiento y ciclos de limpieza de grafito, y descubrió que la reacción se aceleraba si el hidrógeno usado para la limpieza se dividía en hidrógeno atómico
- Investigadores soviéticos descubrieron que usar hidrógeno atómico durante la etapa de crecimiento podía inhibir la formación de grafito y eliminar el grafito que se formara, por lo que no hacía falta una etapa de limpieza separada y la velocidad de crecimiento también aumentaba
- Mutsukazu Kamo, Seiichiro Matsumoto, Yoichiro Sato y otros, del National Institute for Research in Inorganic Materials de Japón, dividieron el hidrógeno en hidrógeno atómico mediante filamentos calientes de tungsteno, microondas y arcos eléctricos, elevando la velocidad de crecimiento a varios µm/h
- Este trabajo publicó métodos detallados, lo que permitió a otros científicos reproducirlos y ampliarlos, y empresas, universidades e instituciones de investigación de Japón, Estados Unidos y Europa entraron al campo
Cómo funciona un reactor CVD moderno
- En los reactores CVD modernos, se colocan varias semillas de diamante en una cámara de vacío y se usan como gases de reacción principalmente hidrógeno y normalmente menos de 1% de metano
- Las semillas de diamante se calientan a 800 °C–1,200 °C, y las microondas calientan el gas hidrógeno a 2,000 °C–5,000 °C para descomponerlo en hidrógeno atómico
- Parte del hidrógeno atómico reacciona con el carbono de la superficie del diamante para crear una superficie terminada en hidrógeno, lo que evita que el cristal de diamante se reorganice como grafito
- Al mismo tiempo, el hidrógeno atómico arranca un hidrógeno del metano para crear un radical metilo, y el carbono de ese radical se une a la superficie del diamante, provocando el crecimiento
- Los diamantes de tamaño gema pueden tardar varias semanas, según el tamaño buscado
- Una gran ventaja de la CVD es que la cámara de reacción no está sometida a presiones extremas, por lo que el proceso de formación puede observarse y controlarse con más facilidad
- Los reactores CVD tienen una intensidad de capital menor que las prensas HPHT
- Los fabricantes pueden diseñar con precisión propiedades físicas, mecánicas, térmicas y ópticas ajustando temperatura, presión, tiempo de reacción e impurezas en los gases de reacción
- Mejoras como elevar ligeramente la presión de la cámara de reacción, usar microondas más potentes o agregar pequeñas cantidades de nitrógeno y oxígeno al catalizador han permitido el crecimiento de diamantes grandes y de calidad gema
Cómo distinguir los diamantes sintéticos
- En estado puro, los diamantes sintéticos y los diamantes naturales son idénticos física, química y ópticamente
- Los gemólogos distinguen unos de otros observando las impurezas incorporadas durante su formación y los patrones de crecimiento
- A medida que mejora la tecnología de fabricación, los diamantes sintéticos pueden producirse con mayor pureza que los diamantes formados en el interior de la Tierra
- En la parte alta del mercado, los diamantes sintéticos y los naturales no pueden distinguirse a simple vista
- Los diamantes naturales casi siempre contienen nitrógeno
- Mucho nitrógeno produce color amarillo o marrón, y aun en diamantes incoloros puede detectarse con espectroscopía óptica
- Los diamantes naturales sin nitrógeno son muy raros y caros
- En los diamantes sintéticos, el nitrógeno casi siempre se excluye
- Los diamantes HPHT pueden contener rastros de los catalizadores metálicos usados en su fabricación
- Si la concentración es alta, las impurezas de hierro y cobalto pueden detectarse incluso con un imán potente
- Los diamantes CVD a veces contienen grafito, que puede verse como pequeños puntos, formas de cometa o nubes planas
- Los diamantes HPHT suelen crecer bajo presión uniforme, por lo que pueden quedar como finas líneas las huellas del crecimiento en direcciones cúbicas y octaédricas
- Los diamantes CVD son cúbicos porque se depositan capa por capa
- Como la identificación es difícil, las entidades de certificación graban en el borde de los diamantes sintéticos las marcas LG o Laboratory-Grown, visibles con 20 aumentos
Cambios en el mercado de joyería
- La tradición de usar diamantes en anillos de compromiso se consolidó gracias a una campaña publicitaria del cartel De Beers
- Cuando las ventas de diamantes cayeron durante la Gran Depresión, De Beers usó actores de Hollywood y figuras de la alta sociedad para asociar los anillos de diamantes con las propuestas de matrimonio
- Se usó la frase “A Diamond Is Forever”, y también se difundió el mensaje de que los hombres debían gastar cierta proporción de sus ingresos
- Esta tradición funcionó porque la gente quería una señal de compromiso socialmente reconocida
- El precio alto era una señal costosa de riqueza y compromiso
- Además, en algún momento también tuvo un carácter de seguro ante la ruptura de una promesa de matrimonio
- Los diamantes sintéticos son difíciles de distinguir de los naturales, pero son mucho más baratos y sus precios siguen bajando, lo que altera el equilibrio existente
- Según cifras de Paul Zimnisky, un diamante sintético redondo brillante de 1 quilate, casi incoloro y con inclusiones muy leves, bajó de 5,440 dólares en 2016 a 1,325 dólares en 2024
- Un diamante natural equivalente bajó de 6,538 dólares a 5,035 dólares
- Una encuesta de The Knot a casi 10,000 parejas casadas en 2023 encontró que, en los anillos de compromiso, los diamantes sintéticos representaban 46% y los diamantes naturales 39%
- La proporción de diamantes sintéticos aumentó desde 12% en 2019
- Los diamantes seguirán siendo un símbolo de compromiso, pero la piedra en sí perderá fuerza como símbolo de riqueza o sacrificio
- A medida que los diamantes sintéticos pueden fabricarse más transparentes e incoloros, o con colores más llamativos, los consumidores exigen más en diseño de corte, pulido, engaste y calidad de fabricación
- El patrón óptico hearts and arrows, visible solo en brillantes redondos perfectamente cortados, es un ejemplo de este cambio
- Ante el aumento de la demanda, el International Gemological Institute empezó a indicar la presencia del patrón hearts and arrows en sus certificados de graduación
Usos actuales de los diamantes industriales
- La mayoría de los diamantes se producen no como joyas, sino para uso industrial
- Gracias a sus excelentes propiedades físicas, ópticas, térmicas, químicas, mecánicas y eléctricas, los diamantes se usan en manufactura, construcción, minería, medicina y electrónica, entre otros sectores
- Los diamantes naturales tienen muchas impurezas, por lo que en usos industriales rinden menos que los diamantes sintéticos
- Los diamantes sintéticos pueden fabricarse de forma más estable y barata según las especificaciones requeridas, por lo que superan a los naturales en el mercado industrial desde hace décadas
- Los usos más comunes son filos de corte duros, brocas, herramientas de desbaste y pulido, y abrasivos
- Pueden incrustarse en recubrimientos metálicos o fijarse a núcleos metálicos para fabricar sierras que cortan piedra, concreto, asfalto, ladrillo, vidrio, cerámica y metal
- Las brocas de polycrystalline diamond se fabrican fusionando partículas de diamante a alta presión y alta temperatura, y en la perforación de petróleo y gas son más resistentes, rápidas y duraderas que las de carburo de tungsteno
- En pozos de varios kilómetros de profundidad, para reemplazar una broca desgastada hay que levantar y desmontar toda la sarta de perforación
- Las brocas con punta de diamante reducen esa necesidad de reemplazo y ahorran costos
- Algunas rocas extremadamente duras no pueden perforarse sin brocas de diamante
- Las brocas con punta de diamante también se usan para hacer agujeros en vidrio, piedra, cerámica y dientes
- A medida que se desarrollen aleaciones, polímeros, cerámicas y materiales compuestos más resistentes, es muy probable que se necesiten más herramientas de diamante para cortarlos y mecanizarlos
Posibilidades en óptica y láseres
- El diamante es transparente, disipa el calor rápidamente y no se expande mucho a altas temperaturas, por lo que tiene gran potencial como material óptico
- Los láseres de alta potencia se usan para corte, soldadura, detección, ignición y cirugía médica, y los componentes actuales pueden dañarse o degradarse por el calor intenso, lo que limita la potencia
- El thermal lensing es un fenómeno en el que una temperatura alta y no uniforme cambia la refracción de la ventana óptica del láser, deteriorando el enfoque y la alineación del haz
- Gracias a su buena conductividad térmica y transmisión de luz, y a que su índice de refracción no cambia mucho con la temperatura, el diamante es adecuado como material para ventanas de láser
- El diamante también puede usarse como heat spreader para enfriar otros componentes internos del láser, lo que puede aumentar la potencia máxima generable
- También se investiga el uso del diamante como medio láser activo que amplifica la luz
- Para eso se necesitan diamantes más grandes, más puros y estructuralmente más perfectos que los que ofrece la naturaleza
El diamante como material semiconductor
- El diamante también es prometedor como semiconductor por su excelente conductividad térmica y su amplia banda prohibida
- La regularidad de la red cristalina del diamante y sus enlaces fuertes permiten transferir el calor de forma rápida y eficiente
- Una banda prohibida amplia significa que puede manejar temperaturas y voltajes elevados, lo que resulta útil en dispositivos sometidos a condiciones extremas, como motores, torres de radio, equipos de perforación, naves espaciales, paneles solares y redes eléctricas
- La conductividad térmica del silicio es de 1.5 W/cm·K, mientras que la del diamante es de 22 W/cm·K
- A medida que aumenta la cantidad de transistores en los microchips y los chips se hacen más pequeños, el problema de la disipación de calor se ha vuelto mayor
- El calor reduce el rendimiento de los microchips y limita qué tan densamente pueden colocarse los transistores
- El diamante ya se usa como heat spreader incluso en chips existentes basados en silicio
- La banda prohibida del diamante es de 5.45 eV, más amplia que los 1.1 eV del silicio
- El valor de ruptura dieléctrica es de 10 mV/cm para el diamante y de 0.3 mV/cm para el silicio
- El diamante es más adecuado para aplicaciones de alto voltaje, como la generación y distribución de energía
- Al requerir menos material para el mismo voltaje, permite fabricar chips más pequeños
- La movilidad de electrones y huecos también es rápida en comparación con otros semiconductores de banda prohibida amplia
- Las estimaciones conservadoras son una movilidad de electrones de 1,000 cm²/Vs y una movilidad de huecos de 2,000 cm²/Vs
- También se han reportado casos de movilidad de electrones de 4,500 cm²/Vs y movilidad de huecos de 3,800 cm²/Vs
- En el silicio, la movilidad de electrones es de 1,500 cm²/Vs y la movilidad de huecos de 480 cm²/Vs
Desafíos pendientes del diamante para semiconductores
- Actualmente, pese a los avances recientes, el diamante es alrededor de 10,000 veces más caro que el silicio
- Los sustratos de diamante necesarios para fabricar semiconductores deben ser más grandes de lo que hoy puede producirse
- Las obleas de silicio pueden fabricarse con diámetros de hasta 300 mm
- Las obleas de diamante fabricadas por HPHT actualmente están limitadas a 10 mm
- Las obleas de diamante CVD pueden hacerse un poco más grandes, pero suelen tener muchos defectos, por lo que normalmente son menos útiles para semiconductores
- Un problema más urgente es el dopaje
- El diamante puro es un aislante eléctrico, por lo que para usarlo como semiconductor hay que introducir impurezas donadoras o aceptoras de electrones
- Los semiconductores de diamante tipo p son relativamente poco difíciles
- El boro tiene un electrón menos que el carbono, por lo que es un aceptor de electrones, y si se introduce como impureza durante la fabricación se incorpora bien a la red
- Los semiconductores de diamante tipo n son difíciles
- El nitrógeno tiene electrones sobrantes, pero la energía necesaria para llevarlos a la banda de conducción es muy alta
- El fósforo es más prometedor, pero es más grande que el carbono, por lo que es difícil incorporarlo en la densa red del diamante, y la energía para liberar electrones sigue siendo alta
- En semiconductores de diamante tipo n para altas temperaturas es más fácil obtener la energía de activación necesaria, pero para semiconductores de temperatura ambiente se necesita un donador de electrones más adecuado
- La búsqueda de donadores tipo n para temperatura ambiente sigue siendo un problema abierto
La conclusión: un material artificial mejor que el natural
- La naturaleza produce diamantes al cristalizar lentamente fluidos que contienen carbono bajo el calor y la presión extremos de las profundidades del manto, y las erupciones volcánicas los llevan a la superficie
- La minería es un proceso sucio: para obtener 1 quilate de la tierra hay que excavar 1,000 toneladas de suelo
- La mayoría de los diamantes naturales no son atractivos, están decolorados y contienen muchas impurezas
- En el laboratorio se pueden crear diamantes más puros, hermosos y duraderos en menos tiempo y con menos recursos
- Si es necesario, se pueden introducir impurezas específicas para modificar sus propiedades ópticas, mecánicas y eléctricas
- Los primeros diamantes sintéticos se hicieron con HPHT, imitando la forma en que se forman en el interior de la Tierra, y ahora también se fabrican mediante CVD, un método que nunca se ha observado en la naturaleza
- A diferencia de la creencia de que lo natural es bueno y lo hecho por humanos es inferior o dañino, en la ciencia de materiales existen desde hace mucho materiales artificiales superiores a los naturales, como el acero, los plásticos, el poliéster, el concreto, la cerámica y el vidrio
- El diamante sintético es otro ejemplo de cómo la inteligencia humana y el método científico pueden mejorar los resultados de la naturaleza
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
Buen artículo, y cubre bien toda la historia.
El lado comercial también avanzó mucho. Si buscas "diamond making machine" en Alibaba, puedes comprar una prensa de 6 caras de alta presión y alta temperatura por unos 200 mil dólares, y los equipos de deposición química de vapor cuestan más o menos lo mismo.
De Beers, el cártel de los diamantes, tiene una organización de I+D llamada Element Six y vende diamantes sintéticos para usos especiales, como láseres. El nivel tecnológico ya llegó al punto de reducir defectos a niveles de 1 en mil millones, y de fabricar ventanas de diamante para láser de 10 cm de diámetro. Está muy por encima del grado joyería.
Del lado de los diamantes naturales, también funciona bien la tecnología que detecta diamantes con rayos X industriales antes de triturar la roca, y hace poco se descubrió un diamante de 2500 quilates. TOMRA también fabrica clasificadoras para este uso, y ahora incluso los diamantes gigantes, demasiado grandes para usarse como joya, están cerca de una sobreoferta.
Los procesos finales de corte y pulido también se automatizaron, y los equipos provienen principalmente de China e India. Hoy los diamantes ya son algo que puedes comprar por kilo en bolsas de plástico.
[1] https://e6-prd-cdn-01.azureedge.net/mediacontainer/medialibr...
[2] https://www.forbes.com/sites/amandakooser/2024/08/23/monster...
[3] https://ikcabstracts.com/index.php/ikc/article/download/4101...
Tienen un índice de refracción 65% más alto que el vidrio, una conductividad térmica 8 veces mayor que la del cobre, y son completamente resistentes a los rayones.
Una sartén con una capa delgada de acero inoxidable 430 para inducción, una oblea de diamante y otra capa delgada de acero inoxidable encima probablemente podría ofrecer un calentamiento casi perfectamente uniforme con cualquier fuente de calor.
A medida que sube el precio de las obleas procesadas, el peso del costo de la oblea como materia prima se vuelve menor. Si a esto se suma la litografía de rayos X, la ley de Moore podría seguir vigente por bastante tiempo.
Durante los últimos 10 años, explotó la cantidad de productores de diamantes de laboratorio y moissanita baratos en China e India.
Hace 10 años era difícil encontrar diamantes de laboratorio de alta calidad a precios razonables, y la moissanita también era bastante cara, de 400 a 600 dólares por quilate.
Hoy, por la competencia feroz y las estrategias de precios a la baja, los diamantes de laboratorio son comunes, de muy alta calidad, y muchas veces cuestan menos de 200 dólares por quilate: https://detail.1688.com/offer/751071300271.html
La moissanita cuesta menos de 5 dólares por quilate incluso al precio minorista: https://detail.1688.com/offer/586468555080.html
Compré directamente y eran reales. Creo que dentro de los próximos 10 años los diamantes perderán casi todo su valor. La moissanita ya casi no vale nada, como los rubíes sintéticos, y parece que se abrirán nuevos usos industriales para estas gemas.
Hay limas de diamante, hojas de corte, ruedas y brocas de diamante, y también se puede fabricar vidrio. Por el precio, solo se usan en laboratorios donde realmente se necesitan, pero hay muchos más usos.
Muchas de estas aplicaciones no se preocupan demasiado por el tamaño, la calidad ni la transparencia. En vez de depender de residuos o piezas descartadas del tallado de joyas, se pueden fabricar directamente y garantizar el suministro.
Es especialmente bueno que, gracias a la caída de precios de los diamantes sintéticos, las ruedas de corte y las limas de diamante se hayan vuelto baratas y comunes. Ahora puedes comprar un set de limas de diamante en Amazon por menos de 10 dólares, lo cual es bastante sorprendente.
Es sorprendente que haya sobrevivido más de 100 años, pero subir artificialmente el precio de los diamantes mediante marketing astuto y control de la oferta no es productivo.
Cuando De Beers impulsó un marketing ficticio del estilo “demuestra tu valor a la mujer a la que le propones matrimonio” alrededor de unas piedras brillantes que nadie quería comprar, la gente que no sabía fue manipulada para comprarlas.
Los diamantes son muy comunes también en el espacio, y probablemente lo sean en las profundidades de la Tierra. El ajuste de precios es un cambio saludable y, a largo plazo, beneficia a la humanidad. No hubo nada bueno en cosas como su impacto en África, y un problema que a nadie le importaba se está resolviendo desde otra dirección.
Ya saben lo que se viene.
En el futuro, el contenido hecho por humanos podría ser parecido. Es una cuestión de señal de estatus: poder comprar un producto inferior y más caro.
Si sueñas con ser inventor o ingeniero, conviene ver bien cómo trataron a Hall en GE
Inventó una tecnología que cambiaba las reglas del juego mientras la gerencia le ponía todo tipo de obstáculos, pero lo único que recibió fue un aumento salarial del 10% y un bono de ahorro de 10 dólares
Si lo hubiera hecho por su cuenta, podría haberse vuelto inmensamente rico abasteciendo al mundo de diamantes sintéticos. Suponiendo que no hubiera tenido disputas legales con su exempleador, también habría podido seguir desarrollando la tecnología a tiempo completo
Que la gente con poder diga que algo no es una buena idea no significa que realmente sea una mala idea. Claro que tampoco significa que sea una buena idea, pero si te dicen que no lo construyas, no deberías entregarles así nomás una idea genial: deberías hacerla tú mismo y quedarte con las ganancias cuando se convierta en una mina de oro
https://en.wikipedia.org/wiki/Shuji_Nakamura#Careers
Desde hace un tiempo veo que los diamantes cultivados en laboratorio se volvieron bastante más baratos que los diamantes extraídos de minas. A veces hasta 2 o 3 veces más baratos
Curiosamente, cuanto más puro es un diamante —es decir, cuanto más transparente y con menos impurezas— más sube el precio por quilate, hasta que llega el punto en que es tan puro que eso significa que no es natural sino de laboratorio, y entonces el precio cae
Empecé a investigar sobre diamantes dos años antes de pedirle matrimonio a mi actual esposa, y terminé metiéndome a fondo en la química, la historia y el marketing
Los de laboratorio fueron una decisión obvia. Por lo que habría costado un quilate pésimo en DeBeers, compré una piedra enorme e impecable
Mi único arrepentimiento es que dentro de unos años incluso lo que pagué por el diamante va a parecer carísimo frente al precio de mercado, pero igual en algún momento había que casarse. Tal vez para nuestro décimo aniversario le compre un diamante del tamaño de una pelota de golf
También me pregunto si tu prometida realmente esperaba un diamante, o si se habría decepcionado si hubiera sido otro objeto con valor solo para ustedes dos
Brilla mucho más, es más barata y, al menos en mi entorno, se acepta como igual de elegante
Aunque si la otra persona quiere un “diamante de verdad”, entonces uno de laboratorio tampoco le va a servir
El año pasado, cuando me comprometí y compré el anillo, lo hice en un lugar con un proceso tan bien armado que no hacía falta ir a la tienda, y que usa gemas cultivadas en laboratorio
La calidad era bastante alta y el color impresionante; mi prometida eligió un zafiro rosa y el precio fue mucho más bajo de lo que esperaba
A estas alturas no entiendo muy bien por qué alguien querría un diamante “de verdad”. Puedes obtener una mejor gema por menos dinero, sin dudas éticas, y el simple hecho de poder ensamblar la gema que quieras a nivel molecular es, desde la perspectiva de un fan de la ciencia, increíblemente genial
Tienen energía en bruto y una historia. ¿Puede una cascada majestuosa diseñada por ingenieros para fluir sobre una hermosa roca producida en fábrica inspirar la misma reverencia que una cascada formada por miles de años de procesos geológicos?
La frase “los diamantes de laboratorio son una prueba del principio de que los humanos pueden hacer mejor lo que la naturaleza puede hacer” parece revelar una profunda arrogancia dentro de un artículo interesante
Los diamantes naturales ya se están vendiendo masivamente, solo que de forma lenta. La gente de la industria sabía desde hace mucho que este momento llegaría
Se convierte en el típico problema de ser el último en quedarse con la bolsa
En algunos países, el inventario que individuos o familias acumularon durante mucho tiempo ahora vale mucho menos. La estructura del sector del diamante varía según el país, pero cuanto más inventario tengan los distribuidores privados, más incentivos tienen para oponerse a las piedras sintéticas
Lo vi personalmente en Turquía. Hace aproximadamente año y medio le di a mi prometida un anillo de moissanita muy bueno, y cuando se lo mostramos a joyeros, la mayoría sintió la necesidad de montar una actitud tipo: “felicidades por su boda, pero yo solo puedo trabajar con piedras auténticas; cosas como esta ni siquiera deberían mirarse”
Es difícil culparlos. Muchas de estas tiendas familiares tienen inventarios de diamantes naturales acumulados durante años, por valor de cientos de miles o millones de dólares, y de pronto aparece algo que cuesta apenas una fracción y es superior en todos los aspectos
En algunas partes del mundo, la resistencia a las gemas de laboratorio incluso ha sido violenta. Pero la industria del diamante natural es mucho más violenta, y me alegra ver que la forma en que se extraen diamantes está quedando en el pasado
Al considerar diamantes, también hay que mirar el valor de reventa. Es pésimo
Si se supone que es algo que prácticamente no debería desgastarse, parecería que el precio que alguien está dispuesto a pagar después de usado debería acercarse al precio real
Esta afirmación es correcta si se le agregan algunas salvedades.
Si te interesan los diamantes de grado de inversión que una gran casa de subastas podría manejar, verás pesos grandes o colores fancy que las piedras sintéticas todavía no han alcanzado.
En el comercio de diamantes, a los diamantes en bruto impecables o casi impecables de más de 100 quilates a veces se les llama “paragon”, y hay una larga lista de casos famosos; pero, que yo sepa, el diamante sintético de grado gema más grande todavía ronda los 30 quilates. Los colores intensos tienen límites en tamaños mucho menores.
Aun así, parece probable que en unas décadas puedan superar a la naturaleza. Al menos en cuanto a los diamantes de la Tierra; también recuerdo haber leído sobre el hallazgo, en algún lugar, de un diamante espacial del tamaño de la Luna.
Los precios están cayendo tan rápido como una piedra desde una torre alta, y hay cada vez más colores y opciones. Dentro de 10 años, para colores comunes, probablemente podrás comprar casi cualquier diamante por menos de lo que costaba un diamante en bruto de 2 quilates en 2014.
Si te gustan las gemas enormes, incluso hoy puedes comprar moissanita de 1000 quilates. En Amazon.com también hay un ejemplo de 100 quilates: https://www.amazon.com/Gemonite-15CT-100CT-Moissanite-Colorl...
Hace 10 años habría sido inimaginable. La industria de los diamantes y las gemas está cambiando rápidamente.
Los diamantes nunca fueron tan escasos como a los inversionistas les gustaría creer, y la situación va a empeorar.