Ez a különleges szupergyémánt 58 százalékkal nagyobb keménységgel büszkélkedhet a hagyományos gyémántokhoz képest.
A lonsdaleit páratlan hőstabilitásával és extrém keménységével számos ipari alkalmazásra kínál izgalmas lehetőségeket.
Az arizonai Canyon Diablóban 1891-ben egy meteoritot vizsgálva a tudósok arról számoltak be, hogy "kemény részecskéket" találtak benne. Később, 1939-ben bebizonyosodott, hogy ezek a kemény részecskék gyémánt, grafit és egy új, korábban soha nem látott anyag keveréke voltak, amelyet Dame Kathleen Lonsdale kristálykutató professzor után lonsdaleitnek neveztek el - írja beszámolójában az IFL Science.
A kutatók kezdetben arra a következtetésre jutottak, hogy a felfedezett szokatlan anyag hatszögletű gyémánt formájában létezik, nem pedig abban a klasszikus kocka alakban, amelyhez eddig hozzászoktunk. Azonban a 2022-ben a meteoritból vett minták elemzése során egy kutatócsoport arra bukkant, hogy a minta nanoszerkezetű hatszögletű és kocka alakú gyémántok keverékéből áll, melyek között grafénszerű kinövések is megfigyelhetők. Ez a minta technikailag két, egyidejűleg növekvő ásványt tartalmazott, ami egy kevésbé rendezett kristályszerkezetet eredményezett, tele egymásra rakódási hibákkal.
"A bizonyítékok arra utalnak, hogy ezek a gyémántok a kezdeti grafit sokkszerű összenyomásával alakultak ki. A Raman-spektroszkópia alapján megállapították, hogy néhány szemcsén belül néhány terület a kristályos, köbös gyémánt jellegzetes, éles csúcsát mutatta, ami arra utal, hogy ezek a lökéses esemény során elég magas hőmérsékletet értek el a termodinamikai átalakulás befejezéséhez" - írta a csapat a tanulmányában.
Ezek szerint a meteoritok akkora erővel tudnak becsapódni, hogy hatszögletű gyémántokat hoznak létre. Ez felvetette annak lehetőségét is, hogy a tudósok talán képesek lesznek szintetizálni őket.
A lonsdaleit különleges mechanikai tulajdonságai és lenyűgöző szerkezete következtében az anyagtudomány területén kiemelkedő kutatások középpontjába került. Elméleti modellek alapján a HD (hatszögletes gyémánt) akár még a kockagyémántot (CD) is felülmúlhatja, amely jelenleg a természet által ismert legkeményebb és legkevésbé összenyomható anyagnak számít – állítja egy új tanulmány, amely a Nature Materials folyóiratban jelent meg.
Az úgynevezett "szupergyémántok" természetes keletkezésének utánzására irányuló, lenyűgöző tömörítési technikákkal a kutatók már korábban is képesek voltak előállítani ezeket a különleges anyagokat. Azonban a folyamat során jelentős mennyiségű grafitot és gyémántot vesztegettek el. Az új kutatás keretein belül a csapat sikeresen optimalizálta a lonsdaleit előállításához elengedhetetlen nyomást és hőmérsékletet – olvashatjuk a tanulmányukban.
A tanulmány eredményei szerint a számítások azt mutatják, hogy a CD teljes energiája némileg alacsonyabb a HD energiaszintjénél. Továbbá, a grafit prekurzorból kiindulva a közvetlen grafit-CD átmenet energiagátja is kisebb, mint a grafit-HD átalakulásé. Ennek következtében a CD általában a domináló termékként jelentkezik.
A laboratóriumban előállított anyag nem csupán új szupravezetők felfedezéséhez vezethet, hanem a gyémántnál körülbelül 58 százalékkal nagyobb feszültséget is képes elviselni. Ezen kívül a természetes lonsdaleit képződésével kapcsolatos információkat is nyújthat. "A természetes lonsdaleit rendkívül ritka a Földön, mivel a bolygónk belseje rendkívüli körülményeket igényel a kialakulásához. Ami még figyelemreméltóbb, hogy a HD anyag kiváló hőstabilitása és rendkívül magas keménysége arra utal, hogy jelentős ipari alkalmazási lehetőségeket rejthet magában" - összegzi a kutatócsapat a megállapításait.
