Diamanten kunnen inderdaad worden gevormd bij een grote asteroïde-inslag. De inslag van de asteroïde brengt zulke hoge energieniveaus met zich mee: meer dan 20 gigapascal, waardoor een schokgolf door het gesteente wordt gestuurd en het grafiet in diamant verandert.
Dergelijke diamanten, gevormd tijdens asteroïde botsing ongeveer 50,000 jaar geleden, hebben unieke en uitzonderlijke eigenschappen, wat een nieuw onderzoek suggereert. Deze structuren kunnen een idee bieden om ultraharde en kneedbare materialen met instelbare elektronische eigenschappen te ontwerpen.
Wetenschappers uit Groot-Brittannië, de VS, Hongarije, Italië en Frankrijk gebruikten baanbrekende spectroscopische en kristallografische analyses om het mineraal lonsdaleiet uit de Canyon Diablo-ijzermeteoriet te onderzoeken, die in 1891 in de woestijn van Arizona werd ontdekt. Vroeger dacht men dat Lonsdaleiet bestond uit zuiver zeshoekige diamant, waardoor het zich onderscheidt van de klassieke kubieke diamant.
Het team ontdekte echter dat het nanogestructureerde diamant- en grafeenachtige vergroeiingen omvat (waarbij twee mineralen in een kristal samengroeien), genaamd diaphieten. Het team ontdekte ook stapelfouten, of ‘fouten’, in de zich herhalende patronen van de lagen van de atomen.
De afstand tussen de grafeenlagen is ongebruikelijk vanwege de unieke omgeving waarin koolstofatomen voorkomen op het grensvlak ertussen diamant en grafeen. Ze toonden ook aan dat de grafietstructuur verantwoordelijk is voor een voorheen onverklaard spectroscopisch kenmerk.
Hoofdauteur Dr. Péter Németh (Instituut voor Geologisch en Geochemisch Onderzoek, RCAES) zei: “Door de herkenning van de verschillende soorten vergroeiing tussen grafeen en diamant structurenkunnen we dichter bij het begrip komen van de druk-temperatuuromstandigheden die optreden tijdens asteroïde-inslagen.”
Co-auteur van het onderzoek, professor Chris Howard (UCL Physics & Astronomy), zei: “Dit is erg spannend omdat we nu grafietstructuren in diamant kunnen detecteren met behulp van een eenvoudige spectroscopische techniek zonder de noodzaak van dure en arbeidsintensieve elektronenmicroscopie.”
Volgens de wetenschappers kunnen de structurele eenheden en de complexiteit die in de lonsdaleite-monsters worden gerapporteerd, voorkomen in een breed scala aan andere koolstofhoudende materialen die worden geproduceerd door schokken en statische compressie of door afzetting uit de dampfase.
Studie co-auteur Professor Christoph Salzmann (UCL Scheikunde) zei: “Door de gecontroleerde laaggroei van structuren zou het mogelijk moeten zijn om materialen te ontwerpen die zowel ultrahard als ductiel zijn, en bovendien instelbare elektronische eigenschappen hebben, van geleider tot isolator.”
“De ontdekking heeft de deur geopend voor nieuwe koolstofmaterialen met opwindende mechanische en elektronische eigenschappen die kunnen resulteren in nieuwe toepassingen, variërend van schuurmiddelen en elektronica tot nanogeneeskunde en lasertechnologie.”
De studie is gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences.
