2.8.1. El diamant

al·lotròpiques: el carboni grafit i el diamant. És a partir de la dècada de 1980 quan es comencen a descobrir noves varietats al·lotròpiques del carboni, com el fullerens, el grafè, etc.

2.8.1. El diamant

El diamant és un polimorf metaestable del carboni a temperatura ambient i pressió atmosfèrica. La seua estructura cristal·lina deriva de la blenda de zinc (ZnS) en la qual tots els àtoms de carboni ocupen tant les posicions de zinc com les de sofre. Així cada àtom de carboni es troba unit a quatre més, amb enllaços totalment covalents (fig. 121). Aquest tipus d’estructura la presenten també altres elements de la família del carboni, com el Ge, Si i el Sn en la seua varietat gris a temperatures inferiors a 13 °C.

Les propietats del diamant el fan ser un material extremadament interessant. Així, és un material molt dur (el més dur que es coneix) i presenta una baixa conductivitat elèctrica. Aquestes propietats deriven de la seua estructura cristallina i del fort enllaç covalent. També presenta una alta conductivitat tèrmica (poc usual en un material no metàl·lic). Aquest material és transparent a la regió visible i infraroja de l’espectre electromagnètic; també presenta un alt índex de refracció. El material que es troba de forma natural i monocristal·lina s’utilitza com a pedra preciosa. Industrialment s’utilitzen com a materials sintètics (produïts a altes pressions i temperatures), per desbastar i tallar altres materials més tous. Més recentment s’han utilitzat en forma de capa fina, produïts mitjançant reaccions químiques en fase vapor i deposició de pel·lícules, amb gruixos màxims de mil·límetres. Aquests diamants sintètics són policristal·lins amb una barreja de mesures de grànuls entre els quals pot aparèixer també el grafit i el carboni amorf. Les bones propietats mecàniques que presenta fa que s’utilitzen aquestes pel·lícules per revestir les superfícies de broques, encunys, coixinets, ganivets, etc. També s’han recobert lents, permetent mantenir-ne la transparència. Potencialment es poden aplicar a superfícies de components de màquines, com ara engranatges, capçals de gravació, discos, substrats per a materials semiconductors, etc.