Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học từ Đại học RMIT đã sử dụng kính hiển vi điện tử để lập bản đồ phân bố tương đối của lonsdaleite, kim cương và than chì cùng tồn tại trong ureilit. Những bản đồ này cho thấy lonsdaleite có xu hướng xuất hiện dưới dạng các hạt đa tinh thể, đôi khi có hình thái nếp gấp đặc biệt, được thay thế một phần bằng kim cương + than chì ở các vành và các đường vân cắt ngang.
Phân tích đã xác nhận rằng những viên kim cương kỳ lạ này từ một hành tinh lùn cổ đại trong năng lượng mặt trời hệ thống có thể đã hình thành ngay sau khi hành tinh lùn va chạm với một tiểu hành tinh lớn khoảng 4.5 tỷ năm trước.
Một trong những nhà nghiên cứu cấp cao tham gia, Giáo sư Dougal McCulloch của RMIT, cho biết nhóm nghiên cứu đã dự đoán cấu trúc lục giác của các nguyên tử lonsdaleite khiến nó có khả năng cứng hơn kim cương thông thường có hệ lập phương.
“Nghiên cứu này chứng minh rõ ràng rằng lonsdaleite tồn tại trong tự nhiên.”
“Chúng tôi cũng đã phát hiện ra các tinh thể lonsdaleite lớn nhất được biết đến cho đến nay có kích thước lên tới micron – mỏng hơn nhiều so với một sợi tóc người.”
“cấu trúc bất thường của lonsdaleite có thể giúp thông báo các kỹ thuật sản xuất mới cho các vật liệu siêu cứng trong các ứng dụng khai thác mỏ.”
Sử dụng các kỹ thuật kính hiển vi điện tử, các nhà khoa học đã chụp được các lát rắn và nguyên vẹn từ các thiên thạch để tạo ra các ảnh chụp nhanh về mức độ lonsdaleite và thường kim cương hình thành.
McCulloch nói, “Có bằng chứng mạnh mẽ rằng có một quá trình hình thành mới được phát hiện đối với lonsdaleite và kim cương thông thường, giống như một quá trình lắng đọng hơi hóa học siêu tới hạn đã diễn ra trong các loại đá không gian này, có thể là ở hành tinh lùn ngay sau một vụ va chạm thảm khốc.”
“Lắng đọng hơi hóa chất là một trong những cách mà người ta làm kim cương trong phòng thí nghiệm, về cơ bản bằng cách nuôi chúng trong một buồng chuyên dụng.”
Giáo sư địa chất Andy Tomkins từ Đại học Monash nói, “Nhóm nghiên cứu đề xuất rằng lonsdaleite trong các thiên thạch được hình thành từ một chất lỏng siêu tới hạn ở nhiệt độ cao và áp suất vừa phải, gần như bảo toàn hoàn hảo hình dạng và kết cấu của than chì đã tồn tại từ trước.”
“Sau đó, lonsdaleite được thay thế một phần bằng kim cương khi môi trường nguội đi và áp suất giảm.”
“Do đó, thiên nhiên đã cung cấp cho chúng tôi một quy trình để thử và nhân rộng trong ngành công nghiệp. Chúng tôi nghĩ rằng lonsdaleite có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận máy cực nhỏ, cực kỳ cứng nếu chúng ta có thể phát triển một quy trình công nghiệp thúc đẩy việc thay thế các bộ phận than chì định hình sẵn bằng lonsdaleite.”
“Các kết quả nghiên cứu đã giúp giải quyết một bí ẩn lâu đời liên quan đến sự hình thành các pha carbon trong ureilit.”
Tạp chí tham khảo:
- Andrew G. Tomkins, Nicholas C. Wilson và cộng sự. Lonsdaleite tuần tự hình thành kim cương trong thiên thạch Ureilite thông qua sự lắng đọng hơi/chất lỏng hóa học tại chỗ. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2208814119
