Изучая алмазы внутри древнего метеорита, ученые обнаружили странную, переплетенную микроскопическую структуру, которую никогда раньше не видели.
Ударные волны, вызванные столкновением астероидов с Землей, создают материалы с целым рядом сложных углеродных структур, которые могут быть использованы для продвижения будущих инженерных решений, например для разработки сверхбыстрой зарядки или новых типов электроники, сообщает «ucl.ac.uk».
Команда исследователей обнаружила, что алмазы, образовавшиеся во время высокоэнергетической ударной волны от столкновения астероидов около 50 000 лет назад, обладают уникальными и исключительными свойствами, вызванными кратковременными высокими температурами и экстремальным давлением.
Для исследования ученые из Великобритании, США, Венгрии, Италии и Франции использовали подробные современные кристаллографические и спектроскопические исследования минерала лонсдейлита из железного метеорита Canyon Diablo, впервые найденного в 1891 году в пустыне Аризона.
Названный в честь британского кристаллографа профессора Кэтлин Лонсдейл, первой женщины-профессора в UCL, лонсдейлит ранее считался состоящим из чистого гексагонального алмаза, что отличает его от классического кубического алмаза.
Тем не менее, команда обнаружила, что он на самом деле состоит из наноструктурированных алмазных и графеноподобных сростков (где два минерала в кристалле растут вместе), называемых диафитами.
Ведущий автор доктор Петер Немет (Институт геологических и геохимических исследований, RCAES) сказал: «Благодаря распознаванию различных типов сращивания между графеновыми и алмазными структурами мы можем приблизиться к пониманию температурных условий, которые происходят во время ударов астероидов»
Команда обнаружила, что расстояние между слоями графена необычно из-за уникальных сред атомов углерода, возникающих на границе раздела между алмазом и графеном. Они также продемонстрировали, что структура диафита отвечает за ранее необъяснимую спектроскопическую особенность.
По словам ученых, структурные единицы и сложность, о которых сообщается в образцах лонсдейлита, могут встречаться в широком спектре других углеродистых материалов, полученных в результате ударного и статического сжатия или осаждения из паровой фазы.
Соавтор исследования профессор Кристоф Зальцманн (UCL Chemistry) сказал: «Благодаря контролируемому росту слоя структур должно быть возможно проектировать материалы, которые являются как сверхтвердыми, так и пластичными, а также имеют регулируемые электронные свойства от проводника до изолятора.
«Таким образом, открытие открыло двери для новых углеродных материалов с захватывающими механическими и электронными свойствами, которые могут привести к новым применениям, начиная от абразивов и электроники до наномедицины и лазерных технологий».
Помимо привлечения внимания к исключительным механическим и электронным свойствам обнаруженных углеродных структур, ученые также оспаривают современный упрощенный структурный взгляд на минерал, обозначаемый как лонсдейлит.