Diamanter kan faktisk dannes i et stort asteroide-nedslag. Asteroide-nedslaget bærer så høje niveauer af energi - mere end 20 gigapascal, der sender en chokbølge gennem klippen og forvandler grafitten til diamant.
Sådanne diamanter, dannet under asteroide kollision omkring 50,000 år siden, har unikke og exceptionelle egenskaber, hvilket tyder på en ny undersøgelse. Disse strukturer kan give en idé til at designe ultrahårde og formbare materialer med justerbare elektroniske egenskaber.
Forskere fra Storbritannien, USA, Ungarn, Italien og Frankrig brugte banebrydende spektroskopiske og krystallografiske analyser til at undersøge mineralet lonsdaleite fra Canyon Diablo jernmeteoritten, som blev opdaget i Arizona-ørkenen i 1891. Lonsdaleite blev tidligere antaget at bestå af bl.a. ren sekskantet diamant, der adskiller den fra den klassiske kubiske diamant.
Holdet fandt dog ud af, at det omfatter nanostrukturerede diamant- og grafenlignende vækster (hvor to mineraler i en krystal vokser sammen) kaldet diaphiter. Holdet opdagede også stablingsfejl eller "fejl" i de gentagne mønstre af atomernes lag.
Afstanden mellem grafenlagene er usædvanlig på grund af de unikke miljøer af kulstofatomer, der forekommer i grænsefladen mellem diamant , graphene. De viste også, at grafitstrukturen er ansvarlig for et tidligere uforklarligt spektroskopisk træk.
Hovedforfatter Dr. Péter Németh (Institut for Geologisk og Geokemisk Forskning, RCAES) sagde: ”Gennem erkendelsen af de forskellige sammenvæksttyper mellem grafen og diamant strukturer, kan vi komme tættere på at forstå de tryk-temperaturforhold, der opstår under asteroidesammenstød."
Studiets medforfatter professor Chris Howard (UCL Physics & Astronomy) sagde: "Dette er meget spændende, da vi nu kan detektere grafitstrukturer i diamant ved hjælp af en simpel spektroskopisk teknik uden behov for dyr og besværlig elektronmikroskopi."
Ifølge forskerne kan de strukturelle enheder og kompleksiteten, der er rapporteret i lonsdaleite-prøverne, forekomme i en lang række andre kulholdige materialer fremstillet ved stød og statisk kompression eller ved aflejring fra dampfasen.
Studie medforfatter professor Christoph Salzmann (UCL Kemi) sagde: "Gennem den kontrollerede lagvækst af strukturer skulle det være muligt at designe materialer, der både er ultrahårde og også duktile, samt har justerbare elektroniske egenskaber fra en leder til en isolator."
"Opdagelsen har åbnet døren til nye kulstofmaterialer med spændende mekaniske og elektroniske egenskaber, der kan resultere i nye anvendelser lige fra slibemidler og elektronik til nanomedicin og laserteknologi."
Undersøgelsen er offentliggjort i Proceedings of National Academy of Sciences.
