Austraalia teadlased on avastanud, et teatud tüüpi teemant, mida nimetatakse lonsdaleiidiks, võib haruldast tüüpi meteoriidides eksisteerida tavalisest teemandist sõltumatult. Meeskond eesotsas Andy Tomkins Monashi ülikoolis tegi avastuse, kasutades elektronmikroskoopiat, et tuvastada iidsete meteoriitide sees oleva teemandi kõvem vorm. Meeskonda kuuluvad ka RMIT ülikooli teadlased ja nende tulemused annavad tugeva tõendi selle kohta, kuidas selline teemant võib looduses tekkida ja potentsiaalselt isegi tööstuslikeks rakendusteks.
Ureiliidid on haruldane meteoriiditüüp, mis arvatavasti pärines kunagi päikesesüsteemi sisemises süsteemis eksisteerinud iidse kääbusplaneedi vahevööst. Teadlased usuvad, et see planeet hävis varsti pärast selle tekkimist kolossaalse asteroidilöögi tagajärjel. Ureiliitid sisaldavad suurel hulgal teemante ja teadaolevalt sisaldavad ka lonsdaleiidiks nimetatavat teemanti – mis võib olla tavalisest teemandist kõvem.
Ehetes ja tööstuslikes tööriistades leiduvad teemandid sisaldavad süsinikuaatomeid, mis on paigutatud teatud tüüpi kuupvõresse. Kuid lonsdaleiidis on süsinikuaatomid paigutatud teatud tüüpi kuusnurkse võre kujul. Materjal on oma nime saanud Briti kristallograafi järgi Kathleen Lonsdale – kes oli esimene naine, kes valiti Kuningliku Seltsi liikmeks ja pioneer röntgenikiirguse kasutamisel kristallide uurimisel.
Diskreetne materjal
Kuigi seda saab sünteesida kõrgel rõhul, olid teadlased arvanud, et lonsdaleiiti saab looduses eksisteerida ainult tavalise teemandi defektina, mitte omaette materjalina. Selle teooria testimiseks analüüsis Tomkinsi meeskond elektronmikroskoopia abil ureiliidi proovide kristallstruktuure. Nende eesmärk oli kaardistada neis sisalduva lonsdaleiidi, teemandi ja grafiidi suhteline jaotus. Esimest korda näitasid nende tulemused, et lonsdaleiidi kristallid võivad tõepoolest eksisteerida eraldiseisva materjalina - tavaliselt mikronisuuruste teradena, mis on segatud teemandi ja grafiidi veenidega.
Kõvem kui teemant?
Töörühma tähelepanekud on esimesed tugevad tõendid selle kohta, kuidas need kolm erinevat süsiniku faasi ureiliitides moodustuvad. Tomkins ja tema kolleegid viitavad nende tulemuste põhjal, et lonsdaleiit tekkis tõenäoliselt jämedast kristallilisest grafiidist, kui materjal kiiresti jahtus ja tihenes pärast ureiliiti moodustava kääbusplaneedi hävimist.
Selle reaktsiooni võimaldas ülekriitilise vedeliku olemasolu (kus ei eksisteeri eristatavaid vedel- ja gaasifaase), mis sisaldas mitmesuguseid süsiniku, vesiniku, hapniku ja väävli ühendeid. Selle protsessi jätkudes viitavad teadlased, et suur osa sellest lonsdaleiidist oleks muudetud teemandiks ja seejärel uuesti grafiidiks.
Tomkinsi meeskond tõmbab paralleele ka selle protsessi ja tööstusliku keemilise aurustamise-sadestamise vahel – kus aurustunud lähteained reageerivad tahkete substraatide pindadele, tekitades õhukesi tahkeid kilesid. Seda protsessi laboris jäljendades loodavad nad, et nende teadmised võivad sillutada teed uutele lonsdaleiidi valmistamise tehnikatele, mis võiksid asendada tavalise teemandi tööstuslikes rakendustes, mis nõuavad kõige kõvemaid saadaolevaid materjale.
Uuringut kirjeldatakse artiklis Proceedings of the National Academy of Sciences.
