Investigadores en Australia han descubierto que un tipo de diamante llamado lonsdaleita puede existir independientemente del diamante normal en un tipo raro de meteorito. El equipo, dirigido por andy tomkins en la Universidad de Monash, hizo el descubrimiento mediante el uso de microscopía electrónica para identificar la forma más dura de diamante dentro de meteoritos antiguos. El equipo también incluye investigadores de la Universidad RMIT y sus resultados proporcionan una fuerte evidencia de cómo esta forma de diamante puede formarse en la naturaleza y potencialmente incluso crearse para aplicaciones industriales.
Las ureilitas son un tipo raro de meteorito que probablemente se originó en el manto de un antiguo planeta enano que una vez existió en el sistema solar interior. Los científicos creen que este planeta fue destruido poco después de su formación por el impacto de un asteroide colosal. Las ureilitas contienen una gran cantidad de diamantes y también se sabe que contienen una forma de diamante llamada lonsdaleita, que podría ser más dura que el diamante normal.
Los diamantes que se encuentran en la joyería y las herramientas industriales comprenden átomos de carbono que se organizan en una especie de red cúbica. En la lonsdaleita, sin embargo, los átomos de carbono están dispuestos en una especie de red hexagonal. El material lleva el nombre del cristalógrafo británico kathleen lonsdale – quien fue la primera mujer elegida como miembro de la Royal Society y pionera en el uso de rayos X para estudiar cristales.
material discreto
Aunque se puede sintetizar a altas presiones, los investigadores pensaron que la lonsdaleita solo puede existir en la naturaleza como un defecto del diamante regular, y no como un material por derecho propio. Para probar esta teoría, el equipo de Tomkins analizó las estructuras cristalinas de las muestras de ureilita mediante microscopía electrónica. Su objetivo era mapear las distribuciones relativas de lonsdaleita, diamante y grafito que contenían. Por primera vez, sus resultados mostraron que los cristales de lonsdaleita pueden existir como un material discreto, generalmente en forma de granos de tamaño micrométrico, intercalados con vetas de diamante y grafito.
¿Más duro que el diamante?
Las observaciones del equipo proporcionan la primera evidencia sólida de cómo se formaron estas tres fases diferentes de carbono en las ureilitas. Con base en sus resultados, Tomkins y sus colegas sugieren que la lonsdaleita probablemente se formó a partir de grafito cristalino grueso cuando el material se enfrió y descomprimió rápidamente, luego de la destrucción del planeta enano que formaba ureilita.
Esta reacción fue posible gracias a la presencia de un fluido supercrítico (donde no existen distintas fases líquidas y gaseosas), que contiene una variedad de compuestos de carbono, hidrógeno, oxígeno y azufre. A medida que este proceso continuaba, los investigadores sugieren que gran parte de esta lonsdaleita se habría convertido en diamante y luego nuevamente en grafito.
El equipo de Tomkins también establece paralelismos entre este proceso y la deposición de vapor químico industrial, donde los precursores vaporizados reaccionan en las superficies de sustratos sólidos para producir películas delgadas y sólidas. Al imitar este proceso en el laboratorio, esperan que sus conocimientos puedan allanar el camino para nuevas técnicas de fabricación de lonsdaleita, que podrían reemplazar al diamante normal en aplicaciones industriales que requieren los materiales más duros disponibles.
La investigación se describe en Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
