Scienziati cinesi sintetizzano il diamante esagonale puro (lonsdaleite), confermando una durezza superiore alla variante cubica

In un traguardo scientifico senza precedenti, un team di ricercatori cinesi, coordinato dal fisico Chunxing Shan dell'Università di Zhengzhou, ha annunciato la sintesi di campioni macroscopici e puri di diamante esagonale, noto come lonsdaleite. Lo studio, pubblicato ufficialmente a marzo 2026, rappresenta il culmine di anni di indagini rigorose sulla natura di questo raro allotropo del carbonio, offrendo finalmente risposte concrete sulla sua esistenza e sulle sue straordinarie proprietà fisiche.

Per ottenere campioni di dimensioni millimetriche di diamante esagonale puro (HD), gli esperti hanno sottoposto grafite ad alto grado di orientamento a condizioni ambientali estreme per una durata di dieci ore. Il processo ha richiesto l'applicazione di una pressione di 20 gigapascal, valore equivalente a circa 200.000 atmosfere terrestri, e temperature controllate comprese in un intervallo tra 1300 e 1900 gradi Celsius. Un aspetto cruciale della ricerca ha rivelato che l'ulteriore incremento di calore o pressione causava la trasformazione irreversibile della lonsdaleite sintetizzata nuovamente in diamante cubico, fornendo dati essenziali sulle transizioni di fase del carbonio ad alte energie.

I dati sperimentali raccolti hanno confermato in modo inequivocabile la superiorità meccanica del nuovo materiale: la durezza Vickers misurata per la lonsdaleite sintetizzata ha raggiunto circa 114 GPa, superando nettamente il valore del diamante cubico naturale che si attesta mediamente intorno ai 110 GPa. Questi risultati empirici validano i modelli computazionali precedenti che ipotizzavano una durezza superiore fino al 58% rispetto al diamante tradizionale (CD). Il successo della sintesi, che ha visto la collaborazione fondamentale dell'Università di Jilin e dell'Università Sun Yat-sen, risolve un dibattito scientifico decennale sulla natura della lonsdaleite, confermandola come un minerale unico e non come una semplice forma difettosa del diamante cubico.

Storicamente, la lonsdaleite deve il suo nome alla celebre cristallografa Kathleen Lonsdale ed è stata identificata per la prima volta nel 1967 all'interno di meteoriti come il celebre "Canyon Diablo". Tuttavia, la purezza dei campioni naturali è sempre stata oggetto di scetticismo a causa delle contaminazioni persistenti di grafite e diamante cubico presenti nei frammenti spaziali. A livello strutturale, la lonsdaleite presenta un reticolo esagonale (2H, con una sequenza di strati ABAB), a differenza della struttura cubica a tre strati (3C) tipica del diamante comune. Mentre studi passati condotti a pressioni inferiori (7–13 GPa) avevano prodotto solo micro-strati di pochi angstrom, il team guidato da Chunxing Shan è riuscito a ottenere dimensioni millimetriche, un fattore critico per poter eseguire misurazioni fisiche accurate e ripetibili.

Questa pietra miliare tecnologica apre orizzonti applicativi immediati grazie alla maggiore durezza e alla superiore resistenza all'ossidazione dimostrata dalla lonsdaleite. Le potenziali applicazioni industriali sono vaste e spaziano dallo sviluppo di rivestimenti abrasivi estremamente durevoli alla creazione di strumenti di taglio e perforazione di nuova generazione per l'industria mineraria, fino all'impiego in sistemi avanzati di dissipazione del calore per l'elettronica ad alte prestazioni. Gli sforzi futuri dei ricercatori si concentreranno ora sulla scalabilità dei processi di produzione, con l'obiettivo di garantire la disponibilità industriale di questo materiale superduro per le sfide tecnologiche del futuro.