Bizarná forma vesmírneho diamantu môže mať svoj pôvod v dávno mŕtvej planéte

Kryštál Lonsdaleitu vo vzorke meteoritu. (Tomkins a kol., PNAS, 2022)

Vedci si myslia, že konečne prišli na to, prečo supertvrdá forma diamantu tzv lonsdaleite sa nachádza vo vzácnom type meteoritu. Ak majú výskumníci pravdu, príbeh o pôvode kryštálu je rovnako šokujúci ako samotný materiál.

Na rozdiel od tradičných diamantov, ktoré vznikajú, keď grafit sa pomaly vytláča tlakmi hlboko v zemskom plášti mohol lonsdaleit vzniknúť v chaose katastrofickej kolízie v medziplanetárnom priestore.

Bežné diamanty pozostávajú z atómov uhlíka so všetkými štyrmi dostupnými elektrónmi spojenými so susedom v štvorstennom vzore, vďaka čomu je celá štruktúra dostatočne robustná na to, aby sa kryštál stal jednou z najtvrdších látok na Zemi.



Lonsdaleit je tiež kryštál vyrobený z uhlíka, len so štruktúrou, ktorá dokonale zachováva šesťuholníkový tvar grafitu.

Podľa počítačových modelov , táto štruktúra by mala urobiť materiál ešte tuhším ako tradičný diamant. Ale dokázať túto hypotézu je ťažké.

Lonsdaleit je veľmi vzácny a tých pár vzoriek, ktoré boli doteraz zozbierané, je oveľa, oveľa tenších ako ľudský vlas, čo robí ich analýzu v laboratóriu výzvou.

Bizarný materiál bol najprv identifikovanývmeteoritv roku 1967a odvtedy to vedcov mátlo.V roku 2014 skupina výskumníkov argumentoval že lonsdaleit v skutočnosti nebol diskrétny, prirodzene sa vyskytujúci materiál, ale skôr konvenčný diamant, ktorý bol jednoducho v neporiadku.

V nasledujúcich rokoch však táto hypotéza neobstála pri skúmaní.

Zatiaľ čo lonsdaleit bol väčšinou nájdený vo vzácnom type kamenného meteoritu nazývanom ureilit, bol tiež vyrobený v laboratóriu pri vysokých teplotách a identifikované na Zemi na miestach, o ktorých sa predpokladá, že ich zasiahli asteroidy.

Predpokladá sa, že ureility vznikli na dlho vymazanej trpasličej planéte, teraz rozmazanej cez Slnečnú sústavu vo forme malých kúskov vesmírneho odpadu.

To ďalej podporuje teóriu vzniku kolízie pre lonsdaleit, hoci nie všetci vedci sa zhodujú.

Pomocou pokročilých techník elektrónovej mikroskopie na 18 vzorkách ureilitu sa medzinárodný tím výskumníkov zameral na tvorbu lonsdaleitu ako nikdy predtým.

Autori tvrdia, že konečne dokázali, že lonsdaleit sa môže tvoriť prirodzene a spôsobom, ktorý je pozoruhodne podobný tomu, ako vedci syntetizujú materiál v laboratóriu.

„Existujú silné dôkazy, že existuje novoobjavený proces tvorby lonsdaleitu a pravidelného diamantu, ktorý je ako proces superkritickej chemickej depozície z pár (CVD), ktorý sa odohral v týchto vesmírnych horninách, pravdepodobne na trpasličej planéte krátko po katastrofickej zrážke. ' vysvetľuje mikroskop Dougal McCulloch z RMIT University v Austrálii.

'Chemické naparovanie je jedným zo spôsobov, ako ľudia vyrábajú diamanty v laboratóriu, v podstate ich pestovaním v špecializovanej komore.'

Zistenia sú v súlade s predchádzajúcim výskumom, ktorý tiež našiel podpisy v meteoritoch naplnených diamantmi, ktoré sú v súlade s nízkotlakovými procesmi CVD.

Ale na rozdiel od nejaké iné papiere , tento naznačuje, že lonsdaleit sa tvorí v prostredí s miernym tlakom pri náraze medzi dostatočne veľkou hmotou a trpasličou planétounie vo vysoko pretlakovom plášti väčšej planéty, ako je to v prípade tradičného diamantu.

Väčšina vzoriek meteoritov analyzovaných v tejto najnovšej štúdii obsahovala zhluky malých diamantov vnorených do grafitu. Tieto časti bohaté na diamanty susedili s miestami bez diamantov a medzi tým výskumníci často našli šesťuholníkovú štruktúru lonsdaleitu.

Podľa výskumníkov, ak správne zloženie minerálu dostane dostatočne veľký šok, horúci plyn a tekutina by sa teoreticky mohli rozptýliť pozdĺž zlomov a hraníc zŕn, čím by sa grafit dostal do šesťuholníkovej štruktúry lonsdaleitu. Ako sa hornina ochladzuje, tieto oblasti by potom mohli vytvárať subzrná supertvrdého materiálu.

„Príroda nám tak poskytla proces, ktorý sa snažíme napodobniť v priemysle,“ hovorí geológ Andy Tomkins z Monash University v Austrálii.

'Myslíme si, že lonsdaleit by sa dal použiť na výrobu malých, ultratvrdých častí strojov, ak dokážeme vyvinúť priemyselný proces, ktorý podporuje nahradenie predtvarovaných grafitových častí lonsdaleitom.'

Jedného dňa by to mohlo dokonca znamenať a veľmi vzácny zásnubný prsteň .

Štúdia bola publikovaná v r PNAS .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.