اكتشف باحثون في أستراليا أن نوعًا من الماس يسمى lonsdaleite يمكن أن يوجد بشكل مستقل عن الماس الطبيعي في نوع نادر من النيزك. الفريق بقيادة آندي تومكينز في جامعة موناش الاكتشاف باستخدام المجهر الإلكتروني لتحديد أصعب شكل من الماس داخل النيازك القديمة. يضم الفريق أيضًا باحثين في جامعة RMIT وتقدم نتائجهم دليلًا قويًا على كيفية تشكل هذا الشكل من الماس في الطبيعة ، وربما حتى يتم إنشاؤه للتطبيقات الصناعية.
اليوريلايت هي نوع نادر من النيزك الذي ربما نشأ في عباءة كوكب قزم قديم كان موجودًا في النظام الشمسي الداخلي. يعتقد العلماء أن هذا الكوكب قد دمر بعد وقت قصير من تكوينه من جراء اصطدام كويكب هائل. تحتوي اليوريلايت على وفرة كبيرة من الماس ، ومن المعروف أيضًا أنها تحتوي على شكل من أشكال الماس يسمى لونسداليت - والذي يمكن أن يكون أصعب من الماس العادي.
يتكون الماس الموجود في المجوهرات والأدوات الصناعية من ذرات كربون مرتبة في نوع من الشبكة المكعبة. ومع ذلك ، في lonsdaleite ، يتم ترتيب ذرات الكربون في نوع من الشبكة السداسية. تمت تسمية المادة على اسم عالم البلورات البريطاني كاثلين لونسديل - التي كانت أول امرأة يتم انتخابها زميلة في الجمعية الملكية ورائدة في استخدام الأشعة السينية لدراسة البلورات.
مادة منفصلة
على الرغم من أنه يمكن تصنيعه تحت ضغوط عالية ، فقد اعتقد الباحثون أن لونسداليت لا يمكن أن يوجد إلا في الطبيعة كعيب في الماس العادي ، وليس كمادة في حد ذاتها. لاختبار هذه النظرية ، قام فريق تومكينز بتحليل الهياكل البلورية لعينات اليوريلايت باستخدام المجهر الإلكتروني. كان هدفهم هو رسم خريطة للتوزيعات النسبية للونسداليت والماس والجرافيت التي تحتوي عليها. لأول مرة ، أظهرت نتائجهم أن بلورات lonsdaleite يمكن أن توجد بالفعل كمواد منفصلة - عادةً في شكل حبيبات بحجم ميكرون ، تتخللها عروق من الماس والجرافيت.
أصعب من الماس؟
توفر ملاحظات الفريق أول دليل قوي على كيفية تشكل هذه المراحل الثلاث المختلفة من الكربون في اليوريلايت. بناءً على النتائج التي توصلوا إليها ، يقترح تومكينز وزملاؤه أن لونسداليت قد تشكل على الأرجح من الجرافيت البلوري الخشن حيث يتم تبريد المادة وفك ضغطها بسرعة ، بعد تدمير الكوكب القزم المكون للأوريلايت.
تم تمكين هذا التفاعل من خلال وجود مائع فوق الحرج (حيث لا توجد أطوار سائلة وغازية مميزة) ، يحتوي على مجموعة متنوعة من مركبات الكربون والهيدروجين والأكسجين والكبريت. مع استمرار هذه العملية ، يقترح الباحثون أن الكثير من هذا lonsdaleite قد تم تحويله إلى الماس ، ثم العودة إلى الجرافيت.
قام فريق تومكينز أيضًا برسم أوجه تشابه بين هذه العملية وترسيب البخار الكيميائي الصناعي - حيث تتفاعل السلائف المبخرة على أسطح الركائز الصلبة لإنتاج أغشية رقيقة صلبة. من خلال محاكاة هذه العملية في المختبر ، يأملون في أن تمهد رؤاهم الطريق لتقنيات جديدة لتصنيع lonsdaleite - والتي يمكن أن تحل محل الماس العادي في التطبيقات الصناعية التي تتطلب أصعب المواد المتاحة.
تم وصف البحث في وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم.
