Estoy sentado en un restaurante de comida rápida en las afueras de Boston que, debido a un acuerdo de confidencialidad que tuve que firmar, no se me permite nombrar. Estoy esperando visitar Apollo Diamond, una compañía tan reservada como una agencia de espionaje de la era soviética. Su dirección no está publicada. El personal de relaciones públicas no me dio instrucciones. En cambio, un representante de Apollo me recoge en este centro comercial exurbano y me lleva en su automóvil negro de lujo, cuya marca no me permite nombrar a lo largo de las carreteras que no puedo describir como sinuosas, no es que necesariamente lo fueran.
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"Esta es una mina de diamantes virtual", dice el CEO de Apollo, Bryant Linares, cuando llego a la ubicación secreta de la compañía, donde se hacen los diamantes. "Si estuviéramos en África, tendríamos alambre de púas, guardias de seguridad y torres de vigilancia. No podemos hacer eso en Massachusetts". Los directores de Apollo se preocupan por el robo, los espías corporativos y su propia seguridad. Cuando Linares estaba en una conferencia de diamantes hace unos años, dice, un hombre que se niega a describir se deslizó detrás de él cuando salía de la sala de reuniones de un hotel y dijo que alguien de una empresa de diamantes naturales podría haberle dado una bala en la cabeza. . "Fue un momento aterrador", recuerda Linares.
El padre de Bryant, Robert Linares, trabajando con un colaborador que se convirtió en cofundador de Apollo, inventó la técnica de cultivo de diamantes de la compañía. Robert me acompaña a una de las salas de producción de la compañía, una sala larga llena de cuatro cámaras del tamaño de un refrigerador repletas de tubos y medidores. Cuando los técnicos pasan con uniformes médicos y batas de laboratorio, miro dentro de la ventanilla de una de las máquinas. Una nube de kriptonita verde llena la parte superior de la cámara; en la parte inferior hay 16 discos del tamaño de un botón, cada uno con un rosa brumoso. "No se parece a nada, ¿verdad?" Robert dice. "Pero estarán medio quilates en unas pocas semanas".
En 1796, el químico Smithson Tennant descubrió que el diamante está hecho de carbono. Pero solo desde la década de 1950, los científicos han logrado producir diamantes, forjándolos con grafito sujeto a temperaturas de hasta 2, 550 grados Fahrenheit y presiones 55, 000 veces mayores que las de la atmósfera terrestre. Pero las piedras eran pequeñas e impuras. Solo el grano fue útil, principalmente para aplicaciones industriales como taladros dentales y hojas de sierra para metales. Sin embargo, durante la última década, investigadores como Linares han perfeccionado un proceso químico que hace que los diamantes crezcan tan puros y casi tan grandes como los mejores especímenes extraídos del suelo. El proceso, la deposición química de vapor (CVD), pasa una nube de gas de carbono sobre semillas de diamante en una cámara de vacío calentada a más de 1, 800 grados. Un diamante crece a medida que el carbono cristaliza en la parte superior de la semilla.
Robert Linares ha estado a la vanguardia de la investigación de síntesis de cristales desde que comenzó a trabajar en los Laboratorios Bell en Murray Hill, Nueva Jersey, en 1958. Luego comenzó a fundar una compañía de semiconductores, Spectrum Technologies, que luego vendió, utilizando las ganancias para financiar Más investigación sobre los diamantes. En 1996, después de casi una década trabajando en el garaje de su casa de Boston, no es broma, en el garaje, donde había instalado el equipo que se niega a describir, descubrió la mezcla precisa de gases y temperaturas que le permitió crear grandes diamantes de cristal único, del tipo que se corta en piedras preciosas. "Fue bastante emocionante", dice. "Como mirar en una mina de diamantes".
Al buscar una evaluación imparcial de la calidad de estos diamantes de laboratorio, le pedí a Bryant Linares que me permitiera pedir prestada una piedra Apolo. Al día siguiente, coloco la piedra de talla princesa de 38 quilates frente a Virgil Ghita en la estrecha joyería de Ghita en el centro de Boston. Con un par de pinzas, lleva el diamante a su ojo derecho y lo estudia con la lupa de un joyero, girando lentamente la gema en el sol de la tarde lleno de mote. "Bonita piedra, excelente color. No veo imperfecciones", dice. "¿Dónde lo obtuviste?"
"Se cultivó en un laboratorio a unas 20 millas de aquí", respondo.
Baja la lupa y me mira por un momento. Luego estudia la piedra nuevamente, frunciendo el ceño. Él suspira. "No hay forma de saber que está creado en laboratorio".
Hace más de mil millones de años, y al menos 100 millas debajo de la superficie de la tierra, una mezcla de calor tremendo y presión titánica forjó carbono en los diamantes que hoy se extraen. Las piedras fueron traídas hacia la superficie de la tierra por antiguos volcanes subterráneos. Cada volcán dejó una tubería de roca con forma de zanahoria llamada kimberlita, que está salpicada de diamantes, granates y otras gemas. La última erupción conocida de kimberlita en la superficie de la tierra ocurrió hace 47 millones de años.
Se han extraído diamantes de casi todas las regiones del mundo, desde el norte del Círculo Polar Ártico hasta los trópicos del oeste de Australia. La mayoría de las minas de diamantes comienzan con un hoyo ancho; Si la tubería de kimberlita tiene muchos diamantes, los mineros cavan pozos de 3.000 pies o más de profundidad. En áreas donde los ríos alguna vez corrieron sobre las vetas de kimberlita, la gente tamiza los diamantes de la grava. Los diamantes sueltos solían aparecer en los campos del Medio Oeste en el siglo XIX; fueron depositados allí por los glaciares. La mayoría de los geólogos creen que se siguen formando nuevos diamantes en el manto de la tierra, demasiado profundos para que los mineros puedan alcanzarlos.
La palabra "diamante" proviene del griego antiguo adamas, que significa invencible. La gente en India ha extraído gemas de diamantes por más de 2, 000 años, y los romanos del primer siglo usaron las piedras para tallar cameos. Con los años, los diamantes adquirieron una mística como símbolos de riqueza y poder. Durante el siglo XVI, el Koh-i-Noor, un diamante de 109 quilates de la mina Kollur en el sur de India, fue quizás el elemento más preciado en el subcontinente indio. La leyenda sostenía que quien lo poseyera gobernaría el mundo. "Es tan precioso", señaló un escritor de la época, "que un juez de diamantes lo valora a la mitad del gasto diario de todo el mundo". Gran Bretaña consiguió la piedra en 1849 cuando Lahore y Punjab se convirtieron en parte del Imperio Británico; El diamante ahora se encuentra en la Torre de Londres, la pieza central de una corona hecha para la Reina Isabel en 1937.
Y, sin embargo, los diamantes son simplemente carbono puro cristalizado, al igual que los dulces de roca son azúcar cristalizada, una serie ordenada de átomos o moléculas. Otra forma de carbono puro es el grafito, pero sus átomos se mantienen unidos en láminas en lugar de unirse rígidamente en un cristal, por lo que el carbono se desprende fácilmente, digamos, en la punta de un lápiz. Gracias a la fuerza de los enlaces entre sus átomos de carbono, el diamante tiene propiedades físicas excepcionales. Es el material más duro conocido, por supuesto, y no reacciona químicamente con otras sustancias. Además, es totalmente transparente a muchas longitudes de onda de luz, es un excelente aislante eléctrico y semiconductor, y se puede ajustar para mantener una carga eléctrica.
Debido a estas propiedades ciertamente poco atractivas, los diamantes producidos en el laboratorio tienen el potencial de cambiar drásticamente la tecnología, y tal vez se vuelvan tan importantes como el acero o el silicio en la electrónica y la informática. Las piedras ya se están utilizando en altavoces (su rigidez lo convierte en un excelente tweeter), exfoliantes cosméticos para la piel (pequeños granos de diamante actúan como escalpelos muy afilados) y en herramientas de corte de alta gama para granito y mármol (un diamante puede cortar cualquier otra sustancia ) Con un suministro de diamantes barato y listo, los ingenieros esperan hacer de todo, desde láseres de mayor potencia hasta redes eléctricas más duraderas. Preveen computadoras delgadas, teléfonos celulares del tamaño de un reloj de pulsera y dispositivos de grabación digital que le permitirán tener miles de películas en la palma de su mano. "La gente asocia la palabra diamante con algo singular, una piedra o una gema", dice Jim Davidson, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Vanderbilt en Tennessee. "Pero la utilidad real será el hecho de que puede depositar diamantes como una capa, haciendo posible la producción en masa y teniendo implicaciones para cada tecnología en electrónica".
En el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., Un complejo fuertemente vigilado al sur del Capitolio de EE. UU., James Butler lidera el programa de CVD. Lleva un anillo de meñique dorado que brilla con una piedra preciosa de diamante blanca, una verde y una roja, todas creadas o modificadas en un laboratorio. "La tecnología ahora está en un punto en el que podemos cultivar un diamante más perfecto que el que podemos encontrar en la naturaleza", dice.
Butler, un químico, saca de su escritorio una caja de metal llena de diamantes. Algunos son pequeños, cuadrados y amarillentos; otros son discos redondos y transparentes. Quita una oblea del tamaño de un plato de té. No es más grueso que una papa frita y brilla bajo la luz fluorescente. "Eso es diamante sólido", dice. "Podrías usar algo como esto como una ventana en un transbordador espacial".
Los militares están interesados en diamantes cultivados en laboratorio para una serie de aplicaciones, solo algunas de las cuales Butler está dispuesto a discutir, como láseres y recubrimientos resistentes al desgaste. Debido a que el diamante en sí no reacciona con otras sustancias, los científicos piensan que es ideal para un detector de armas biológicas, en el cual una placa de diamante pequeña y cargada eléctricamente podría contener moléculas receptoras que reconocen patógenos particulares como el ántrax; Cuando un patógeno se une a un receptor, se activa una señal. Butler, en colaboración con el químico Robert Hamers de la Universidad de Wisconsin, ha producido un prototipo del sensor que puede detectar ADN o proteínas.
El diamante de cristal único más grande que se haya cultivado en un laboratorio mide aproximadamente .7 pulgadas por .2 pulgadas por .2 pulgadas, o 15 quilates. La piedra no está bajo guardia militar o en un lugar oculto. Está en una habitación llena de indicadores y microscopios, junto con la extraña bicicleta y el tambor de congo, en un campus frondoso rodeado por el Parque Rock Creek de Washington DC. Russell Hemley, director del Laboratorio de Geofísica de la Institución Carnegie, comenzó a trabajar en el cultivo de diamantes con CVD en 1995. Saca un diamante de sus caquis. Sería difícil confundir este diamante con algo vendido en Tiffany. La piedra rectangular se parece a una gruesa pieza de cristal tintado.
Hemley y otros científicos están utilizando diamantes de laboratorio y naturales para comprender qué sucede con los materiales bajo una presión muy alta: el tipo de presión en el centro de la tierra. Realiza experimentos exprimiendo materiales en una "celda de yunque de diamante", esencialmente un tornillo de banco poderoso con diamantes en ambas puntas.
Hace unos años, Hemley creó uno de los diamantes más duros conocidos. Lo cultivó en el laboratorio y luego lo colocó en un horno de alta presión y alta temperatura que cambió la estructura atómica del diamante. La piedra era tan dura que rompió el calibre de dureza de Hemley, que estaba hecho de diamante. Usando el yunque de diamante súper duro, Hemley ha aumentado la cantidad de presión que puede ejercer sobre los materiales en sus experimentos hasta cuatro a cinco millones de veces mayor que la presión atmosférica a nivel del mar.
"En condiciones extremas, el comportamiento de los materiales es muy diferente", explica. "La presión hace que todos los materiales experimenten transformaciones. Convierte los gases en superconductores, crea nuevos materiales superduros. Puede cambiar la naturaleza de los elementos".
Descubrió, por ejemplo, que bajo presión, el gas hidrógeno se fusiona con cristales de hierro. Hemley cree que el hidrógeno podría constituir una parte del núcleo de la Tierra, que de otro modo está compuesto en gran parte de hierro y níquel. Él ha estado estudiando la sustancia de hidrógeno y hierro para comprender la temperatura y la composición del centro de nuestro planeta.
En otro descubrimiento sorprendente, Hemley descubrió que dos bacterias comunes, incluido el microorganismo intestinal E. coli, pueden sobrevivir bajo una presión colosal. Él y sus colegas colocaron los organismos en el agua y luego subieron el yunque de diamantes. La solución de agua pronto se convirtió en una densa forma de hielo. Sin embargo, aproximadamente el 1 por ciento de las bacterias sobrevivieron, y algunas bacterias incluso se deslizaron. Hemley dice que la investigación es más evidencia de que la vida tal como la conocemos puede ser capaz de existir en otros planetas dentro de nuestro sistema solar, como debajo de la corteza de una de las lunas de Júpiter. "¿Puede haber vida en océanos profundos en satélites exteriores como Europa?" pregunta Hemley "No lo sé, pero podríamos querer estar mirando".
Hemley espera superar pronto su propio récord para el cristal de diamante cultivado en laboratorio más grande. No está claro quién ha producido el diamante de cristal múltiple más grande, pero una compañía llamada Element Six puede hacer obleas de hasta ocho pulgadas de ancho. El diamante extraído más grande, llamado diamante Cullinan, tenía más de 3.000 quilates, aproximadamente 1.3 libras, antes de ser cortado. El diamante más grande encontrado hasta ahora en el universo es del tamaño de un pequeño planeta y se encuentra a 50 años luz de distancia en la constelación Centaurus. Los astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian descubrieron la piedra gigantesca hace unos años, y creen que el diamante de 2.500 millas de ancho alguna vez sirvió como el corazón de una estrella. Son diez billones de billones de quilates. Los astrónomos lo llamaron Lucy en honor a la canción de los Beatles "Lucy in the Sky With Diamonds".
Los diamantes naturales no son particularmente raros. En 2006, se produjeron más de 75, 000 libras en todo el mundo. Un diamante es una mercancía preciosa porque todos piensan que es una mercancía preciosa, el equivalente geológico de un ramo de rosas rojas, elegante y atractivo, un símbolo de romance, pero en última instancia, bastante común.
El crédito por el culto moderno del diamante va principalmente a De Beers, con sede en Sudáfrica, el mayor productor de diamantes del mundo. Antes de la década de 1940, los anillos de diamantes rara vez se daban como regalos de compromiso. Pero las campañas de marketing de De Beers establecieron la idea de que las gemas son la muestra suprema de amor y afecto. Su lema "Un diamante es para siempre", implementado por primera vez en 1948, se considera una de las campañas publicitarias más exitosas de todos los tiempos. Mediante un control casi total de la oferta, De Beers mantuvo el poder casi completo sobre el mercado de diamantes durante décadas, atesorando cuidadosamente las piedras preciosas para mantener altos los precios y las ganancias. Si bien la compañía ha perdido parte de su poder frente a sus competidores en Canadá y Australia en los últimos años, aún controla casi dos tercios de los diamantes en bruto del mundo.
Los productores de diamantes están orgullosos del desafío que representan para De Beers y el resto de la industria del diamante natural. El eslogan de Apolo es "Un diamante es para todos". Hasta ahora, sin embargo, las gemas incoloras de Apollo cuestan casi lo mismo que las piedras naturales, mientras que los diamantes de color rosa, azul, champán, moca y marrón de la compañía se venden en un 15 por ciento menos que las piedras naturales con esos colores, que son muy raros y más caros que diamantes blancos Mientras tanto, los consumidores pueden ser receptivos a los diamantes de alta calidad producidos en laboratorio. Como la mayoría de las minas a cielo abierto, las minas de diamantes causan erosión, contaminación del agua y pérdida de hábitat para la vida silvestre. Aún más preocupante, los señores de la guerra africanos han usado escondites de diamantes para comprar armas y financiar movimientos rebeldes, como se dramatiza en la película de 2006 Blood Diamond . El actor Terrence Howard lleva un broche de solapa de diamantes con piedras de Apolo. Dijo a los periodistas: "Nadie resultó dañado en el proceso de lograrlo".
Media docena de otras compañías han comenzado a fabricar diamantes con calidad de gema utilizando no CVD sino un proceso que imita más de cerca la forma en que se crean los diamantes en la tierra. El método, básicamente una mejora en la forma en que los científicos han estado fabricando diamantes desde la década de 1950, requiere un calor de más de 2, 000 grados y una presión 50 veces mayor que la de la superficie de la tierra. (Tanto el calor como la presión son más de lo que requiere CVD). Los dispositivos del tamaño de una lavadora no pueden producir piedras mucho más grandes que seis quilates. Estos diamantes HPHT (las iniciales significan alta presión y alta temperatura) contienen más nitrógeno que los diamantes CVD; el nitrógeno hace que los diamantes sean de color ámbar. Por ahora, sin embargo, el proceso tiene un beneficio significativo sobre la ECV: es menos costoso. Mientras que un diamante de color ámbar natural de un quilate podría costar $ 20, 000 o más, el fabricante Gemesis, con sede en Florida, vende una piedra de un quilate por alrededor de $ 6, 000. Pero nadie, Gemesis incluido, quiere vender diamantes a un precio demasiado bajo para que el mercado no se derrumbe.
Los gemólogos que utilizan herramientas cotidianas rara vez pueden distinguir entre diamantes naturales y diamantes cultivados en laboratorio. (Los diamantes falsos, como la circona cúbica, son fáciles de detectar). De Beers vende dos máquinas que detectan características químicas o estructurales que a veces varían entre los dos tipos de piedras, pero ninguna de ellas puede notar la diferencia todo el tiempo. Otra forma de identificar un diamante producido en laboratorio es enfriar la piedra en nitrógeno líquido y luego dispararle un láser y examinar cómo pasa la luz a través de la piedra. Pero el equipo es costoso y el proceso puede llevar horas.
Los diamantes de Apollo y Gemesis, los dos fabricantes más grandes, están marcados con una insignia con inscripción láser visible con una lupa de joyero. El año pasado, el Instituto Gemológico de América, un grupo de investigación de la industria, comenzó a clasificar las piedras cultivadas en laboratorio de acuerdo con quilates, corte, color y claridad, tal como lo hace para las piedras naturales, y proporciona un certificado para cada gema que la identifica. como laboratorio crecido.
Las compañías mineras de diamantes han estado luchando, argumentando que todo lo que brilla no es diamante. Los anuncios de De Beers y sus sitios web insisten en que los diamantes deben ser naturales, no procesados y tener millones de años. "Los diamantes son cosas raras y especiales con un valor inherente que no existe en los sintéticos hechos en fábrica", dice la portavoz Lynette Gould. "Cuando las personas quieren celebrar una relación única, quieren un diamante único, no una piedra hecha en fábrica de tres días". (De Beers tiene una inversión en Element Six, la compañía que fabrica diamantes industriales delgados).
El Comité de Vigilancia de Joyeros (JVC), un grupo comercial, ha estado presionando a la Comisión Federal de Comercio para evitar que los fabricantes de diamantes llamen a sus piedras "cultivadas", un término utilizado para la mayoría de las perlas vendidas hoy. (Las personas en el negocio de los diamantes minados usan términos menos halagadores como "sintético"). El JVC presentó una petición ante la agencia en 2006, alegando que los consumidores a menudo se confunden con la nomenclatura que rodea a los diamantes cultivados en laboratorio.
Desde el comienzo de su investigación con CVD hace más de 20 años, Robert Linares esperaba que los diamantes se convirtieran en el futuro de la electrónica. En el corazón de casi todos los dispositivos eléctricos hay un semiconductor, que transmite electricidad solo bajo ciertas condiciones. Durante los últimos 50 años, los dispositivos se han fabricado casi exclusivamente de silicio, una sustancia similar a un metal extraída de la arena. Sin embargo, tiene dos inconvenientes importantes: es frágil y se sobrecalienta. Por el contrario, el diamante es resistente, no se descompone a altas temperaturas y se puede hacer que sus electrones transporten una corriente con una interferencia mínima. En este momento, el mayor obstáculo para que el silicio alcance a los diamantes es el dinero. El silicio es uno de los materiales más comunes en la tierra y la infraestructura para producir chips de silicio está bien establecida.
Apollo ha utilizado las ganancias de sus piedras preciosas para suscribir su incursión en la industria de semiconductores de $ 250 mil millones. La compañía tiene una sociedad que Bryant Linares se niega a confirmar para producir semiconductores especializados para los fines que se niega a discutir. Pero me reveló que Apollo está comenzando a vender obleas de diamantes de una pulgada. "Anticipamos que estas obleas iniciales se utilizarán con fines de investigación y desarrollo en los esfuerzos de desarrollo de productos de nuestros clientes", dice Linares.
Antes de salir del laboratorio Apollo, Robert y Bryant Linares me llevan a una sala similar a un almacén del tamaño de un gimnasio de secundaria. Está vacío, excepto por los grandes cables eléctricos que se deslizan por el suelo. El espacio pronto se llenará con 30 máquinas para hacer diamantes, dicen los hombres, casi duplicando la capacidad de producción de Apollo. Será la primera fábrica de diamantes del mundo, dicen. "Hubo una era del cobre y una era del acero", dice Bryant. "Lo siguiente será el diamante".
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