חוקרים באוסטרליה גילו שסוג של יהלום הנקרא לונסדלייט יכול להתקיים ללא תלות ביהלום רגיל בסוג נדיר של מטאוריט. הצוות, בראשות אנדי טומקינס באוניברסיטת מונאש, גילה את התגלית באמצעות מיקרוסקופיה אלקטרונית כדי לזהות את הצורה הקשה יותר של יהלום בתוך מטאוריטים עתיקים. הצוות כולל גם חוקרים מאוניברסיטת RMIT והתוצאות שלהם מספקות ראיות חזקות לאופן שבו צורה זו של יהלום יכולה להיווצר בטבע, ואולי אף להיווצר עבור יישומים תעשייתיים.
Ureilites הם סוג נדיר של מטאוריט שמקורו כנראה במעטפת של כוכב לכת ננסי עתיק שהיה קיים בעבר במערכת השמש הפנימית. מדענים מאמינים שכוכב הלכת הזה נהרס זמן קצר לאחר היווצרותו כתוצאה מפגיעת אסטרואיד ענקית. Ureilites מכילים שפע גדול של יהלומים, וידוע גם כמכיל צורה של יהלום הנקרא lonsdaleite - שיכול להיות קשה יותר מיהלום רגיל.
היהלומים המצויים בתכשיטים ובכלים תעשייתיים כוללים אטומי פחמן המסודרים בסוג של סריג מעוקב. ב-lonsdaleite, לעומת זאת, אטומי הפחמן ב- מסודרים בסוג של סריג משושה. החומר נקרא על שם הקריסטלוגרף הבריטי קתלין לונסדייל - שהייתה האישה הראשונה שנבחרה כעמית של החברה המלכותית וחלוצה בשימוש בקרני רנטגן ללימוד גבישים.
חומר דיסקרטי
למרות שניתן לסנתז אותו בלחצים גבוהים, חוקרים חשבו שלונסדלייט יכול להתקיים בטבע רק כפגם של יהלום רגיל, ולא כחומר בפני עצמו. כדי לבדוק את התיאוריה הזו, הצוות של טומקינס ניתח את מבני הגביש של דגימות ureilite באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים. מטרתם הייתה למפות את ההתפלגות היחסית של לונסדלייט, יהלום וגרפיט שהם מכילים. בפעם הראשונה, התוצאות שלהם הראו שגבישי לונסדלייט אכן יכולים להתקיים כחומר בדיד - בדרך כלל בצורה של גרגירים בגודל מיקרון, משובצים בוורידים של יהלום וגרפיט.
קשה יותר מיהלום?
התצפיות של הצוות מספקות את העדות החזקה הראשונה לאופן שבו שלושת השלבים השונים של פחמן נוצרו ב-ureilites. בהתבסס על התוצאות שלהם, טומקינס ועמיתיו מציעים כי לונסדלייט נוצר ככל הנראה מגרפיט גבישי גס כשהחומר התקרר במהירות ונפרק, בעקבות הרס כוכב הלכת הננסי היוצר ureilite.
תגובה זו התאפשרה על ידי נוכחות של נוזל סופר-קריטי (כאשר אין שלבי נוזל וגזים ברורים), המכיל מגוון תרכובות של פחמן, מימן, חמצן וגופרית. ככל שהתהליך הזה נמשך, החוקרים מציעים שחלק גדול מהלונסדלייט הזה היה הופך ליהלום, ואז חזרה לגרפיט.
הצוות של Tomkins גם עורך הקבלות בין תהליך זה לבין שקיעת אדים כימיים תעשייתיים - כאשר מבשרי אידוי מגיבים על פני השטח של מצעים מוצקים כדי לייצר סרטים דקים ומוצקים. על ידי חיקוי תהליך זה במעבדה, הם מקווים שהתובנות שלהם יוכלו לסלול את הדרך לטכניקות חדשות לייצור לונסדלייט - שיכולות להחליף יהלום רגיל ביישומים תעשייתיים הדורשים את החומרים הקשים ביותר שיש.
המחקר מתואר ב PNAS של האקדמיה הלאומית למדעים.
