Stanford y SLAC National Accelerator Laboratory administran conjuntamente el programa líder mundial para aislar y estudiar diamondoides, las motas de diamante más pequeñas posibles. Se encuentra naturalmente en los fluidos derivados del petróleo, estas jaulas de carbono entrelazadas pesan menos de una mil millonésima parte de una mil millonésima parte de un quilate (un quilate pesa aproximadamente lo mismo que 12 granos de arroz); los más pequeños contienen solo 10 átomos.

En la última década, un equipo dirigido por dos miembros de la facultad de Stanford-SLAC:Nick Melosh, un profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales y de ciencia de fotones, y Zhi-Xun Shen, un profesor de ciencia de fotones y de física y física aplicada - ha descubierto roles potenciales para las diamondoides en la mejora de imágenes de microscopios electrónicos, ensamblaje de materiales y circuitos de impresión en chips de computadora. El trabajo del equipo se desarrolla dentro de SIMES, el Instituto Stanford de Ciencias de los Materiales y la Energía, que se ejecuta conjuntamente con SLAC.

Antes de que puedan hacer eso, aunque, obtener las diamondoides es una hazaña técnica. Comienza en la cercana refinería Chevron en Richmond, California, con un vagón cisterna de ferrocarril lleno de crudo del Golfo de México. "Analizamos más de mil aceites de todo el mundo para ver cuál tenía las concentraciones más altas de diamondoides, "dice Jeremy Dahl, quien desarrolló técnicas clave de aislamiento de diamondoides con su compañero investigador de Chevron, Robert Carlson, antes de que ambos llegaran a Stanford:Dahl como investigador asociado en ciencias físicas y Carlson como científico visitante.

Los pasos de aislamiento originales se llevaron a cabo en la refinería de Chevron, donde los crudos seleccionados se hervían en ollas enormes para concentrar las diamondoides. Algunos de los residuos de ese trabajo llegaron a un laboratorio de SLAC, donde pequeños lotes se hierven repetidamente para evaporar y aislar moléculas de pesos específicos. Estos fluidos luego son forzados a alta presión a través de sofisticados sistemas de filtración para separar diamondoides de diferentes tamaños y formas. cada uno de los cuales tiene propiedades diferentes.

Las propias diamondoides son invisibles a la vista; la única razón por la que podemos verlos es que se agrupan muy bien, cristales similares al azúcar. "Si tuvieras una cucharada, "Dahl dice, sosteniendo algunos en su palma, "Podrías dar 100 mil millones de ellos a cada persona en la Tierra y aún te quedarían algunos".

Recientemente, el equipo comenzó a usar diamondoides para sembrar el crecimiento de impecables, diamantes de tamaño nanométrico en un laboratorio de Stanford. Introduciendo otros elementos, como el silicio o el níquel, durante el proceso de crecimiento, esperan fabricar nanodiamantes con defectos adaptados con precisión que puedan producir fotones de luz individuales para comunicaciones ópticas e imágenes biológicas de próxima generación.

Los primeros resultados muestran que la calidad de los materiales ópticos cultivados a partir de semillas de diamondoides es consistentemente alta, dice Jelena Vuckovic de Stanford, un profesor de ingeniería eléctrica que dirige esta parte de la investigación con Steven Chu, profesor de física y de fisiología molecular y celular.

"Desarrollar una forma confiable de cultivar los nanodiamantes es fundamental, "dice Vuckovic, quien también es miembro de Stanford Bio-X. "Y es realmente genial tener esa fuente y el productor aquí en Stanford. Nuestros colaboradores cultivan el material, lo caracterizamos y les damos retroalimentación de inmediato. Pueden cambiar lo que queramos que cambien ".