Ricerca: ecco come produrre diamanti in un bicchier d’acqua [GALLERY]

In Trentino i diamanti si producono dentro un bicchier d’acqua e con un laser

In Trentino i diamanti si producono dentro un bicchier d’acqua e con un laser. La “ricetta” è stata messa a punto da un team di ricercatori dell’Università di Trento (Laboratorio IdEA del Dipartimento di Fisica) e dal Centro di Neuroscienze e Sistemi Cognitivi dell’Istituto Italiano di Tecnologia (CNCS IIT di Rovereto) ed è stata pubblicata nei giorni scorsi sulla rivista Scientific Reports (gruppo editoriale Nature). Attraverso impulsi molto intensi di luce ultravioletta i ricercatori sono riusciti a convertire della grafite contenuta in un bicchiere d’acqua in diamanti di dimensione nanometrica.

Un’originale tecnica sperimentale che apre alla possibilità di usare i diamanti di dimensioni tanto piccole per applicazioni di diagnostica medica con uso di tecnologie quantistiche. I diamanti, come sensori estremamente sensibili, sono in grado di rilevare eventuali anomalie dal punto di vista cellulare nel sangue. Composti di carbonio – materiale compatibile con l’organismo e quindi non pericoloso – i diamanti possono dunque funzionare come tante piccole “antenne” per diagnosticare ad esempio molte malattie o la presenza di metalli pesanti nell’organismo.

Delle proprietà dei nanodiamanti si parla da tempo. Per le loro caratteristiche fisiche e chimiche – estrema durezza, elevato indice di dispersione ottica, altissima conducibilità termica, grande resistenza agli agenti chimici e alla frizione e bassissimo coefficiente di dilatazione termica – sono infatti oggetto di studio interessanti per le possibili applicazioni ad esempio come fotocatalizzatori nei processi di pulizia delle acque o per produrre idrogeno. Finora però le applicazioni e gli investimenti in ambito industriale sono stati frenati dalla difficoltà di ottenerli partendo da esemplari più grandi tagliati in pezzi sempre più piccoli.

Credit: Alessio Coser
Credit: Alessio Coser

La scoperta del team trentino ribalta la prospettiva e descrive un nuovo modello termodinamico che permette la sintesi di nanodimamanti partendo da acqua comune. «La polvere di nanodiamanti – spiega Antonio Miotello, responsabile del Laboratorio IdEA dell’Università di Trento – viene prodotta a temperatura ambiente e con una pressione atmosferica standard attraverso il laser che agisce trasformando la grafite presente nell’acqua. L’ambiente acqueo prodotto intrappola le molecole e favorisce così la formazione e lo sviluppo dei nuclei di diamanti. Il metodo che abbiamo sviluppato è facilmente replicabile: non richiede infatti specifiche condizioni termiche o chimiche per rendere possibile il processo di trasformazione della grafite». Alla scoperta ha lavorato un team di ricerca forte di competenze diverse con i ricercatori Federico Gorrini, Massimo Cazzanelli, Nicola Bazzanella, Raju Edla e Carla Dorigoni, che hanno collaborato con un gruppo di colleghi di Pisa.

La scoperta segna un risultato importante anche sotto il profilo della collaborazione tra istituzioni di ricerca e gruppi che operano in ambiti diversi. «Il Trentino – commenta Angelo Bifone, direttore del Centro di Neuroscienze e Sistemi cognitivi dell’IIT a Rovereto – dimostra ancora una volta di essere all’avanguardia nel campo delle tecnologie avanzate attraverso una intelligente gestione delle sinergie della ricerca locale e con una rete di laboratori che già sono in grado di produrre risultati di rilievo internazionale».

Lo studio è disponibile in open access sul sito della rivista Scientific Reports all’indirizzo:

http://www.nature.com/articles/srep35244