Diamanter kan verkligen bildas i ett stort asteroidnedslag. Asteroidnedslaget bär på så höga nivåer av energi - mer än 20 gigapascal, skickar en stötvåg genom berget och förvandlar grafiten till diamant.
Sådana diamanter, bildade under asteroidkollision för cirka 50,000 XNUMX år sedan, har unika och exceptionella egenskaper, vilket tyder på en ny studie. Dessa strukturer kan erbjuda en idé att designa ultrahårda och formbara material med avstämbara elektroniska egenskaper.
Forskare från Storbritannien, USA, Ungern, Italien och Frankrike använde banbrytande spektroskopiska och kristallografiska analyser för att undersöka mineralet lonsdaleite från järnmeteoriten Canyon Diablo, som upptäcktes i Arizonas öken 1891. Lonsdaleite ansågs tidigare bestå av ren sexkantig diamant, vilket skiljer den från den klassiska kubiska diamanten.
Teamet fann dock att det består av nanostrukturerade diamant- och grafenliknande sammanväxter (där två mineraler i en kristall växer ihop) som kallas diafiter. Teamet upptäckte också staplingsbrister, eller "fel", i de upprepade mönstren i atomernas lager.
Avståndet mellan grafenskikten är ovanligt på grund av de unika miljöer av kolatomer som förekommer i gränsytan mellan diamant och grafen. De visade också att grafitstrukturen är ansvarig för en tidigare oförklarad spektroskopisk egenskap.
Huvudförfattaren Dr. Péter Németh (Institutet för geologisk och geokemisk forskning, RCAES) sa: ”Genom erkännandet av de olika sammanväxttyperna mellan grafen och diamantstrukturer, kan vi komma närmare att förstå de tryck-temperaturförhållanden som uppstår under asteroidnedslag.”
Studiens medförfattare professor Chris Howard (UCL Physics & Astronomy) sa: "Detta är väldigt spännande eftersom vi nu kan upptäcka grafitstrukturer i diamant med en enkel spektroskopisk teknik utan behov av dyr och mödosam elektronmikroskopi."
Enligt forskarna kan de strukturella enheterna och komplexiteten som rapporteras i lonsdaleite-proverna förekomma i ett brett spektrum av andra kolhaltiga material som produceras genom chock och statisk kompression eller genom avsättning från ångfasen.
Studie medförfattare professor Christoph Salzmann (UCL Kemi) sade: "Genom den kontrollerade skikttillväxten av strukturer borde det vara möjligt att designa material som är både ultrahårda och även formbara, samt har justerbara elektroniska egenskaper från en ledare till en isolator."
"Upptäckten har öppnat dörren till nya kolmaterial med spännande mekaniska och elektroniska egenskaper som kan resultera i nya tillämpningar som sträcker sig från slipmedel och elektronik till nanomedicin och laserteknik."
Studien publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences.
