オーストラリアの研究者は、ロンズデーライトと呼ばれる種類のダイヤモンドが、通常のダイヤモンドとは独立して希少な隕石の中に存在できることを発見しました。 率いるチームは、 アンディ・トムキンス モナッシュ大学の博士らは、電子顕微鏡を使用して、古代の隕石内のダイヤモンドのより硬い形態を特定することで発見を行いました。 チームには RMIT 大学の研究者も含まれており、その結果は、この形態のダイヤモンドが自然界でどのように形成され、産業用途のために作成される可能性があるかについての強力な証拠を提供します。
ウレイライトは、太陽系内惑星系にかつて存在した古代の矮小惑星のマントルに由来すると考えられるまれな種類の隕石です。 科学者たちは、この惑星が巨大な小惑星の衝突によって形成された直後に破壊されたと信じています. ユレイライトにはダイヤモンドが豊富に含まれており、ロンズデーライトと呼ばれるダイヤモンドの一種を含むことも知られています。これは通常のダイヤモンドよりも硬い可能性があります。
宝飾品や工業用ツールに見られるダイヤモンドは、一種の立方格子に配置された炭素原子で構成されています。 しかし、ロンズデーライトでは、炭素原子が一種の六方格子に配置されています。 材料は英国の結晶学者にちなんで名付けられました キャスリーン・ロンズデール – 王立協会のフェローに選出された最初の女性であり、X 線を使用した結晶研究のパイオニアです。
離散材料
高圧で合成することはできますが、研究者は、ロンズデーライトは通常のダイヤモンドの欠陥としてのみ自然界に存在し、それ自体が材料として存在するとは考えていませんでした。 この理論を検証するために、Tomkins のチームは、電子顕微鏡を使用してユレイライト サンプルの結晶構造を分析しました。 彼らの目的は、それらに含まれるロンズデーライト、ダイヤモンド、グラファイトの相対的な分布をマッピングすることでした。 初めて、彼らの結果は、ロンズデーライト結晶が実際に個別の材料として存在できることを示しました。通常、ダイヤモンドとグラファイトの脈が散在するミクロンサイズの粒子の形です。
ダイヤモンドより硬い？
チームの観察は、これら XNUMX つの異なる炭素相がユレイライトでどのように形成されたかについての最初の強力な証拠を提供します。 彼らの結果に基づいて、トムキンスと同僚は、ユーレイライトを形成する準惑星の破壊に続いて、材料が急速に冷却され減圧されるにつれて、ロンズデーライトが粗い結晶グラファイトから形成された可能性が高いことを示唆しています。
この反応は、炭素、水素、酸素、および硫黄のさまざまな化合物を含む超臨界流体 (明確な液相と気相が存在しない場所) の存在によって可能になりました。 このプロセスが続くと、研究者は、このロンズデーライトの多くがダイヤモンドに変換され、その後グラファイトに戻ったと示唆しています。
Tomkins のチームはまた、このプロセスと産業用化学気相成長 (気化した前駆体が固体基板の表面で反応して薄い固体膜を生成する) との類似点を引き出しています。 ラボでこのプロセスを模倣することにより、彼らの洞察がロンズデーライトを製造するための新しい技術への道を開くことを期待しています。これは、利用可能な最も硬い材料を必要とする産業用途で通常のダイヤモンドに取って代わる可能性があります.
研究はで説明されています 米国科学アカデミー紀要.
