Никогда

Экстремальные температуры и давления, возникающие при столкновении космического камня с Землей, могут создавать особые материалы, такие как потрясенный кварц, используемый для идентификации остатков таких событий. Каньон Диабло в Аризоне содержит алмазы необычной структуры, но ученые неверно истолковывают, что делает их особенными.

Очень разные процессы могут привести к образованию одних и тех же минералов. Хотя алмазы могут быть созданы различными земными силами, они также могут быть произведены в результате ударной волны, когда астероид сталкивается с Землей, при этом лишь небольшая часть его энергии рассеивается в атмосфере.

Однако, когда ученые использовали передовые методы визуализации, чтобы рассмотреть алмазы из метеорита Каньон Диабло, они обнаружили, что это не обычные драгоценные камни. Метеорит Каньон Диабло упал около 50 000 лет назад, образовав Метеоритный кратер – один из самых неповрежденных ударных кратеров в мире.

В исследовании 2022 года исследователи сообщили, что эти камни обладают пресловутой твердостью, но при этом необычайно податливы. Более того, они обладают электронными свойствами, которые можно настраивать, что делает их потенциально полезными для электроники.

Алмазы, используемые в ювелирных изделиях, состоят из атомов углерода кубической формы, каждый из которых соединен с четырьмя другими, иногда прерываясь примесями других элементов, которые могут добавить оттенок цвета.

Лонсдейлит — это редкая форма углерода, впервые обнаруженная в 1967 году в метеорите Каньон Диабло и ранее считавшаяся состоящей из атомов в гексагональной решетке. Он был добавлен в список аллотропов углерода (способов, которыми может располагаться удивительно универсальный элемент) наряду с графитом, аморфным углеродным графеном и графеном.

Однако, исследуя лонсдейлит с помощью рамановской спектроскопии и кристаллографии, доктор Петер Немет из Института геологических и геохимических исследований и соавторы исследования обнаружили нечто гораздо более интересное. Оказалось, что лонсдейлит на самом деле включает в себя традиционные кубические алмазы и графеноподобные домены, которые срослись в так называемые диафиты. Кристалл также содержит множество ошибок, связанных с неправильным расположением атомов.

В последние годы две группы независимо друг от друга описали методы производства лонсдейлита в лаборатории. Судя по всему, изготовление самого твёрдого камня, известного человечеству, — это идея некоторых людей о пандемической деятельности; однако, похоже, они могли создавать шестиугольный лонсдейлит, который они себе представляли, а не тот, который можно найти в Каньоне Диабло и других метеоритах.

«Благодаря признанию различных типов срастания структур графена и алмаза мы сможем приблизиться к пониманию условий давления и температуры, которые возникают во время ударов астероидов», — сказал Немет в своем заявлении.

Там, где встречаются алмаз и графен, с расстоянием между слоями происходят неожиданные вещи, что объясняет предыдущие спектроскопические наблюдения лонсдейлита.

Доступные количества лонсдейлита были слишком малы, чтобы проверить некоторые его свойства. Однако моделирование предполагает, что шестиугольное образование должно быть на 58 процентов тверже, чем обычные алмазы. Насколько твердыми могут быть диафиты, еще предстоит выяснить.

Авторы говорят, что уроки, извлеченные из лонсдейлита, могут быть применены к другим богатым углеродом материалам, которые содержат значительное количество других элементов, находящихся под экстремальным давлением.

Соавтор профессор Кристоф Зальцманн из Университетского колледжа Лондона объяснил, что эти кристаллы имеют ряд потенциальных применений: «Благодаря контролируемому послойному росту структур должно быть возможно создавать материалы, которые являются одновременно сверхтвердыми, пластичными, а также иметь регулируемые электронные свойства от проводника до изолятора», — сказал он. Зальцман считает, что они могут найти «применение в диапазоне от абразивов и электроники до наномедицины и лазерных технологий».

Название лонсдейлит дано в честь кристаллографа-первопроходца и активистки Кэтлин Лонсдейл, которая доказала плоскость гексагонального бензольного кольца.

Более ранняя версия этой статьи была опубликована в июле 2022 года.