Profesor univerzity Monash Andy Tomkins (vľavo) s doktorandom z univerzity RMIT Alanom Salekom a vzorkou meteoritu Eurylite. kredity: Univerzita RMIT
Podivné diamanty zo starovekej trpasličej planéty v našej slnečnej sústave sa mohli sformovať krátko po zrážke trpasličej planéty s veľkým asteroidom asi pred 4,5 miliardami rokov.
Tím vedcov tvrdí, že potvrdili existenciu lonsdaleitu, vzácnej hexagonálnej formy diamantu, v urealitových meteoritoch. trpasličej planéte,
Lonsdaleite je pomenovaná po slávnej britskej vedúcej kryštalografke Dame Kathleen Lonsdale, ktorá bola prvou ženou zvolenou za členku Kráľovskej spoločnosti.
výskumný tím – s vedcami z Monash University, Univerzita RMIT, CSIROAustrálsky synchrotrón a University of Plymouth Našli sa dôkazy o tom, ako sa Lonsdaleit tvorí v eurylitových meteoritoch. Svoje zistenia zverejnili 12. septembra. Zborník Národnej akadémie vied ,PNASŠtúdiu viedol geológ z Monash University profesor Andy Tomkins.
Lonsdaleit, z hľadiska kryštálovej štruktúry známy aj ako hexagonálny diamant, je na rozdiel od kubickej mriežky konvenčných diamantov alotrop uhlíka so šesťuholníkovou mriežkou. Bol pomenovaný na počesť kryštalografky Kathleen Lonsdale.
Jeden z vedúcich výskumníkov, profesor RMIT Dougal McCulloch, povedal, že tím predpovedal, že šesťuholníková štruktúra atómov lonsdaleitu spôsobuje, že je potenciálne tvrdší ako bežný diamant, ktorý mal kubickú štruktúru.
„Táto štúdia jasne dokazuje, že lonsdaleit existuje v prírode,“ povedal McCulloch, riaditeľ RMIT Microscopy and Microanalysis Facility.
„Objavili sme najväčšie doteraz známe kryštály lonsdaleitu, ktoré majú veľkosť až mikrónu – oveľa tenšie ako ľudský vlas.“
Podľa výskumného tímu by nezvyčajné zloženie lonsdaleitu mohlo pomôcť informovať o nových výrobných technikách pre ultratvrdé materiály v banských aplikáciách.
Aký je pôvod týchto záhadných diamantov?
McCulloch a jeho tím RMIT, doktorandi Alan Salek a Dr Matthew Field, použili pokročilé techniky elektrónovej mikroskopie na zachytenie pevných a neporušených rezov z meteoritov, aby vytvorili snímku toho, ako sa tvoria lonsdaleit a pravidelné diamanty.
„Existujú silné dôkazy o tom, že existuje novoobjavený proces tvorby lonsdaleitu a pravidelného diamantu, podobný procesu superkritickej chemickej depozície pár, ku ktorému došlo v týchto vesmírnych horninách, pravdepodobne krátko po katastrofickej zrážke na trpasličej planéte.“, povedal McCulloch. . ,
„Chemické naparovanie je jedným zo spôsobov, ako ľudia vyrábajú diamanty v laboratóriu, v podstate ich pestovaním v špeciálnej komore.“
Profesor Doug McCulloch (vľavo) a doktorand Alan Salek z RMIT s profesorom Andym Tomkinsom z Monash University (vpravo) v zariadení RMIT Microscopy and Microanalysis Facility. kredity: Univerzita RMIT
Tomkins povedal, že skupina navrhla, že lonsdaleit v meteoritoch vytvorených zo superkritickej tekutiny pri vysokých teplotách a miernom tlaku takmer úplne zachoval tvar a štruktúru už existujúceho grafitu.
„Neskôr bol lonsdaleit čiastočne nahradený diamantom, keď sa prostredie ochladilo a tlak klesol,“ povedal Tomkins, budúci člen ARC na Škole Zeme, atmosféry a životného prostredia Monash University.
„Príroda nám poskytla proces, ktorý môžeme vyskúšať a replikovať v priemysle. Myslíme si, že ak dokážeme vyvinúť priemyselný proces, ktorý podporí nahradenie predtvarovaných grafitových dielov Lonsdaleite, Lonsdaleite Can môže byť použitý na výrobu malých, mimoriadne tvrdých strojov. časti.
Tomkins povedal, že zistenia štúdie pomohli objasniť dlhotrvajúcu záhadu o tvorbe uhlíkových fáz v urealitoch.
sila spolupráce
Dr. Nick Wilson z CSIRO povedal, že spolupráca technológií a odborných znalostí rôznych zainteresovaných inštitúcií umožnila tímu overiť Lonsdaylight s istotou.
V CSIRO sa použil mikroanalyzátor elektrónovej sondy na rýchle zmapovanie relatívnych distribúcií grafitu, diamantu a lonsdaleitu vo vzorkách.
„Osobne nám každá z týchto techník dáva dobrú predstavu o tom, čo tento materiál je, ale spolu – je to skutočne zlatý štandard,“ povedal.
Referencia: „Sekvenčná tvorba diamantu v urealitových meteoritoch cez lonsdaleit“ Okrem toho Andrew Mr. Tomkins, Nicholas C. Wilson, Colin McRae, Alan Salek, Matthew R. Field, Helen EA Brand, Andrew D. Langendam, Natasha R. Chemical Fluid/Vapor Deposition” od Stephena, Aarona Torpyho, Zasneta Pintera, Lauren A. Jennings a Dougal G. McCulloch, 12. septembra 2022, Zborník Národnej akadémie vied,
DOI: 10.1073/pns.2208814119
