Raziskovalci v Avstraliji so odkrili, da lahko vrsta diamanta, imenovana lonsdaleit, obstaja neodvisno od običajnega diamanta v redki vrsti meteorita. Ekipa, ki jo vodi Andy Tomkins na Univerzi Monash je odkril z uporabo elektronske mikroskopije za identifikacijo trše oblike diamanta v starodavnih meteoritih. Skupina vključuje tudi raziskovalce na univerzi RMIT in njihovi rezultati zagotavljajo trdne dokaze o tem, kako lahko ta oblika diamanta nastane v naravi in se morda celo ustvari za industrijsko uporabo.
Ureiliti so redka vrsta meteorita, ki verjetno izvira iz plašča starodavnega pritlikavega planeta, ki je nekoč obstajal v notranjem osončju. Znanstveniki verjamejo, da je bil ta planet kmalu po nastanku uničen zaradi ogromnega trka asteroida. Ureiliti vsebujejo veliko količino diamantov, znano pa je tudi, da vsebujejo obliko diamanta, imenovano lonsdaleit – ki je lahko trši od običajnega diamanta.
Diamanti, ki jih najdemo v nakitu in industrijskih orodjih, vsebujejo atome ogljika, ki so razporejeni v obliki kubične mreže. V lonsdaleitu pa so ogljikovi atomi razporejeni v vrsto šesterokotne mreže. Material je poimenovan po britanskem kristalografu Kathleen Lonsdale – ki je bila prva ženska, izvoljena za članico Kraljeve družbe in pionirka pri uporabi rentgenskih žarkov za preučevanje kristalov.
Diskretni material
Čeprav ga je mogoče sintetizirati pri visokih tlakih, so raziskovalci menili, da lahko lonsdaleit v naravi obstaja samo kot napaka običajnega diamanta in ne kot material sam po sebi. Da bi preizkusili to teorijo, je Tomkinsova ekipa analizirala kristalne strukture vzorcev ureilita z uporabo elektronske mikroskopije. Njihov cilj je bil preslikati relativno porazdelitev lonsdaleita, diamanta in grafita, ki so jih vsebovali. Njihovi rezultati so prvič pokazali, da lahko kristali lonsdaleita dejansko obstajajo kot diskretni material - običajno v obliki mikronskih zrn, prepredenih z žilami diamanta in grafita.
Trši od diamanta?
Opazovanja ekipe so prvi močni dokazi o tem, kako so te tri različne faze ogljika nastale v ureilitih. Na podlagi svojih rezultatov Tomkins in sodelavci kažejo, da je lonsdaleit verjetno nastal iz grobega kristalnega grafita, ko se je material hitro ohladil in razkompresiral po uničenju pritlikavega planeta, ki tvori ureilit.
To reakcijo je omogočila prisotnost superkritične tekočine (kjer ločene tekoče in plinaste faze ne obstajajo), ki vsebuje različne spojine ogljika, vodika, kisika in žvepla. Ko se je ta proces nadaljeval, raziskovalci domnevajo, da bi se velik del tega lonsdaleita pretvoril v diamant in nato nazaj v grafit.
Tomkinsova ekipa vleče tudi vzporednice med tem postopkom in industrijskim kemičnim naparjevanjem – kjer uparjeni prekurzorji reagirajo na površinah trdnih substratov, da proizvedejo tanke, trdne filme. S posnemanjem tega procesa v laboratoriju upajo, da bi lahko njihova spoznanja utrla pot novim tehnikam za proizvodnjo lonsdaleita – ki bi lahko nadomestil običajni diamant v industrijskih aplikacijah, ki zahtevajo najtrše razpoložljive materiale.
Raziskava je opisana v Zbornik National Academy of Sciences.
