Diamanten können tatsächlich bei einem großen Asteroideneinschlag entstehen. Der Asteroideneinschlag trägt so viel Energie mit sich – mehr als 20 Gigapascal, die eine Schockwelle durch das Gestein schickt und das Graphit in Diamant verwandelt.
Solche Diamanten, gebildet während Asteroiden-Kollision vor etwa 50,000 Jahren, haben einzigartige und außergewöhnliche Eigenschaften, was eine neue Studie nahelegt. Diese Strukturen können eine Idee bieten, um ultraharte und formbare Materialien mit einstellbaren elektronischen Eigenschaften zu entwickeln.
Wissenschaftler aus Großbritannien, den USA, Ungarn, Italien und Frankreich untersuchten mit hochmodernen spektroskopischen und kristallografischen Analysen das Mineral Lonsdaleit aus dem Eisenmeteorit Canyon Diablo, das 1891 in der Wüste von Arizona entdeckt wurde. Früher wurde angenommen, dass Lonsdaleit daraus bestand rein Sechseckiger Diamant, was ihn vom klassischen kubischen Diamanten unterscheidet.
Das Team fand jedoch heraus, dass es aus nanostrukturiertem Diamant und graphenähnlichen Verwachsungen (wo zwei Mineralien in einem Kristall zusammenwachsen) besteht, die als Diaphite bezeichnet werden. Das Team entdeckte auch Stapelfehler oder „Fehler“ in den sich wiederholenden Mustern der Atomschichten.
Der Abstand zwischen den Graphenschichten ist aufgrund der einzigartigen Umgebungen von Kohlenstoffatomen, die an der Grenzfläche dazwischen auftreten, ungewöhnlich Diamant und Graphen. Sie zeigten auch, dass die Graphitstruktur für ein bisher ungeklärtes spektroskopisches Merkmal verantwortlich ist.
Hauptautor Dr. Péter Németh (Institute for Geological and Geochemical Research, RCAES) sagte: „Durch die Erkennung der verschiedenen Verwachsungstypen zwischen Graphen und Diamantstrukturenkönnen wir dem Verständnis der Druck-Temperatur-Bedingungen, die bei Asteroideneinschlägen auftreten, näher kommen.“
Der Co-Autor der Studie, Professor Chris Howard (UCL Physics & Astronomy), sagte: „Das ist sehr spannend, da wir jetzt Graphitstrukturen in Diamant mit einer einfachen spektroskopischen Technik erkennen können, ohne dass eine teure und arbeitsintensive Elektronenmikroskopie erforderlich ist.“
Den Wissenschaftlern zufolge können die strukturellen Einheiten und die Komplexität, die in den Lonsdaleit-Proben gemeldet werden, in einer Vielzahl anderer kohlenstoffhaltiger Materialien vorkommen, die durch Schock und statische Kompression oder durch Abscheidung aus der Dampfphase hergestellt werden.
Studienkoautor Professor Christoph Salzmann (UCL Chemie) sagte: „Durch das kontrollierte Schichtwachstum von Strukturen soll es möglich sein, Materialien zu designen, die sowohl ultrahart als auch duktil sind, sowie einstellbare elektronische Eigenschaften vom Leiter bis zum Isolator haben.“
„Die Entdeckung hat die Tür zu neuen Kohlenstoffmaterialien mit aufregenden mechanischen und elektronischen Eigenschaften geöffnet, die zu neuen Anwendungen führen können, die von Schleifmitteln und Elektronik bis hin zu Nanomedizin und Lasertechnologie reichen.“
Die Studie wird im Internet veröffentlicht Proceedings of the National Academy of Sciences.
