محققان استرالیایی کشف کردند که نوعی الماس به نام lonsdaleite می تواند مستقل از الماس معمولی در یک نوع نادر از شهاب سنگ وجود داشته باشد. تیم به رهبری اندی تامکینز در دانشگاه موناش، این کشف را با استفاده از میکروسکوپ الکترونی برای شناسایی شکل سختتر الماس در شهابسنگهای باستانی انجام داد. این تیم همچنین شامل محققان دانشگاه RMIT است و نتایج آنها شواهد قوی برای چگونگی شکل گیری این شکل از الماس در طبیعت و حتی به طور بالقوه برای کاربردهای صنعتی ایجاد می کند.
Ureilites نوعی نادر از شهاب سنگ است که احتمالاً از گوشته یک سیاره کوتوله باستانی که زمانی در منظومه شمسی داخلی وجود داشته است، منشاء گرفته است. دانشمندان بر این باورند که این سیاره بلافاصله پس از شکلگیری در اثر برخورد یک سیارک عظیم نابود شده است. یوریلیت ها حاوی مقدار زیادی الماس هستند و همچنین دارای نوعی الماس به نام لونسدالیت هستند - که می تواند سخت تر از الماس معمولی باشد.
الماس های موجود در جواهرات و ابزارهای صنعتی شامل اتم های کربنی هستند که در یک نوع شبکه مکعبی چیده شده اند. با این حال، در لونسدالیت، اتمهای کربن در یک نوع شبکه شش ضلعی قرار گرفتهاند. این ماده به افتخار کریستالوگراف بریتانیایی نامگذاری شده است کاتلین لونزدیل او اولین زنی بود که به عنوان عضو انجمن سلطنتی انتخاب شد و در استفاده از اشعه ایکس برای مطالعه کریستال ها پیشگام بود.
مواد گسسته
اگرچه می توان آن را در فشارهای بالا سنتز کرد، اما محققان تصور می کردند که لونزدالیت تنها می تواند در طبیعت به عنوان یک نقص الماس معمولی وجود داشته باشد و نه به عنوان یک ماده به خودی خود. برای آزمایش این نظریه، تیم تامکینز ساختارهای کریستالی نمونههای یوریلیت را با استفاده از میکروسکوپ الکترونی تجزیه و تحلیل کرد. هدف آنها ترسیم توزیع نسبی لونسدالیت، الماس و گرافیت موجود در آنها بود. برای اولین بار، نتایج آنها نشان داد که کریستالهای لونسدالیت واقعاً میتوانند به عنوان یک ماده مجزا وجود داشته باشند - معمولاً به شکل دانههایی به اندازه میکرون، که با رگههای الماس و گرافیت در هم آمیخته شدهاند.
سخت تر از الماس؟
مشاهدات این تیم اولین شواهد قوی را برای چگونگی تشکیل این سه فاز مختلف کربن در اوریلیت ها ارائه می دهد. بر اساس نتایج آنها، تامکینز و همکارانش پیشنهاد میکنند که لونزدالیت احتمالاً از گرافیت کریستالی درشت تشکیل شده است، زیرا مواد به سرعت سرد و فشرده میشوند و در پی نابودی سیاره کوتولهای که اورهلیت را تشکیل میدهد.
این واکنش با حضور یک سیال فوق بحرانی (جایی که فازهای مایع و گاز مشخصی وجود ندارد) که حاوی ترکیبات مختلفی از کربن، هیدروژن، اکسیژن و گوگرد است، فعال شد. با ادامه این روند، محققان پیشنهاد کردند که بسیاری از این لونسدالیت به الماس و سپس به گرافیت تبدیل شده است.
تیم تامکینز همچنین تشابهاتی را بین این فرآیند و رسوب بخار شیمیایی صنعتی ترسیم میکند - جایی که پیشسازهای بخار شده بر روی سطوح بسترهای جامد واکنش میدهند تا لایههای نازک و جامد تولید کنند. با تقلید از این فرآیند در آزمایشگاه، آنها امیدوارند که بینش آنها بتواند راه را برای تکنیک های جدید برای تولید لونسدالیت هموار کند - که می تواند جایگزین الماس معمولی در کاربردهای صنعتی شود که به سخت ترین مواد موجود نیاز دارند.
تحقیق در شرح داده شده است مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.