Древний метеорит «Каньон Диабло» раскрывает загадочную кристаллическую структуру алмаза

Изучая алмазы внутри древнего метеорита, ученые обнаружили странную, переплетенную микроскопическую структуру, которую никогда раньше не видели.

Эта структура, представляющая собой взаимосвязанную форму графита и алмаза, обладает уникальными свойствами, которые могут однажды их можно будет использовать для разработки сверхбыстрой зарядки или новых типов электроники, говорят исследователи.

Алмазные структуры были заперты внутри метеорита Canyon Diablo, который врезался в Землю 50 000 лет назад и был впервые обнаружен в Аризоне в 1891 году. Алмазы в этом метеорите не такие, с которыми знакомо большинство людей.

Большинство известных алмазов образовались на глубине около 150 километров (90 миль) под поверхностью Земли, где температура достигает более 1093 градусов по Цельсию (2000 градусов по Фаренгейту). Атомы углерода внутри этих алмазов расположены в кубической форме.

Напротив, алмазы внутри метеорита Каньон Диабло известны как лонсдейлит – назван в честь британского кристаллографа дамы Кэтлин Лонсдейл, первой женщины-профессора Университетского колледжа Лондона – и имеют гексагональную кристаллическую структуру. Эти алмазы образуются только при чрезвычайно высоких давлениях и температурах.

Хотя ученые успешно создали лонсдейлит в лаборатории – использование пороха и сжатого воздуха для приведения в движение графитовых дисков со скоростью 24 100 километров в час (15 000 миль в час) у стены – лонсдейлит образуется только тогда, когда астероиды ударяются о Землю на чрезвычайно высоких скоростях.

Связанный материал: Алмаз, извлеченный из глубины Земли, никогда не ранее замеченный минерал

Изучая лонсдейлит в составе метеорита, исследователи обнаружили нечто странное. Вместо чисто шестиугольных структур, которые они ожидали, исследователи обнаружили наросты другого материала на основе углерода, называемого графеном, сцепленного с алмазом.

Эти наросты известны как диафиты, и внутри метеорита они формируются в виде особенно интригующий слоистый узор. Между этими слоями есть «дефекты укладки», что означает, что слои не совпадают идеально, говорится в заявлении исследователей.

Обнаружение диафитов в метеоритном лонсдейлите предполагает, что этот материал можно найти в других Углеродистый материал, написали ученые в исследовании, что означает, что он может быть легко доступен для использования в качестве ресурса. Открытие также дает исследователям лучшее представление о давлениях и температурах, необходимых для создания структуры.

Графен состоит из листа углерода толщиной в один атом, расположенного в виде шестиугольников. Хотя исследования этого материала все еще продолжаются, он имеет множество потенциальных применений.

Поскольку он одновременно легкий, как перышко, и такой же прочный, как алмаз, прозрачный и обладающий высокой проводимостью, а также в 1 миллион раз тоньше. Исследователи заявили, что однажды его можно будет использовать для более целенаправленных лекарств, более миниатюрной электроники с молниеноснойвысокой скоростью зарядки или для более быстрых и гибких технологий.

И теперь, когда исследователи обнаружили эти наросты графена внутри метеоритов, стало возможным узнать больше о том, как они образуются –  и, следовательно, как сделать их в лаборатории.

«Благодаря контролируемому росту слоев конструкций должна быть возможность создавать материалы, которые являются одновременно сверхтвердыми, а также пластичными, а также обладают регулируемыми электронными свойствами от проводника до изолятора», — Кристоф Зальцманн, химик из Университетского колледжа Лондона и соавтор Автор статьи, описывающей исследование, говорится в заявлении.

Странные новые структуры были описаны 22 июля в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Содержание по теме:

Невиданные ранее кристаллы, обнаруженные в прекрасно сохранившейся метеоритной пыли

В результате удара массивного метеорита образовалась самая горячая мантийная порода

Эти метеориты содержат все строительные блоки ДНК

Эта статья была первоначально опубликована Live Science. Прочтите оригинал статьи здесь.