Странна, невиждана досега диамантена кристална структура е открита в метеорит

Ваня Милева Последна промяна на 26 юли 2022 в 00:01 18077 0

Октаедрит с голям, изрязан, полиран с азотна киселина срез от парче от метеорита
Октаедрит (един от трите структурни класа на железните метеорити, намерени на Земята) с голям, изрязан, полиран с азотна киселина срез от парче от метеорита "Каньон Диабло" (Canyon Diablo), който показва фантастична структура. Намерен е в пустинята Аризона за първи път през 1891 г. в метеоритен кратер (кратера Барингер), образуван от удар на метеорита октаедрит преди ~49 000 години по време на късния плейстоцен. Камъкът, показана тук, е фрагмент от метеорита "Каньон Диабло". Такива фрагменти са събирани в продължение на десетилетия от пустинята около кратера. Метеоритът "Каньон Диабло" се е състоял от ~90% камасит, ~1-4% таенит и до 8,5% троилит-графитни нодули (FeS & C). Първоначалните размери се оценяват на 30 м напречно и маса около 60 000 тона. Датиран е на 4,55 милиарда години. Нови изследвания показват, че той съдържа невиждани досега диамантени кристални структури. Кредит: Field Museum of Natural History public display (Chicago, Illinois, USA)

Учените откриха нещо неочаквано в метеорита от каньона Диабло, паднал на Земята преди 50 000 години. Нови изследвания показват, че той съдържа невиждани досега диамантени кристални структури.

При изследване на диамантите във вътрешността на древен метеорит учените откриват странна, преплетена микроскопична структура, която не е виждана досега.

Структурата, представляваща преплетена форма на графит и диамант, има уникални свойства, които един ден биха могли да се използват за разработване на свръхбързи зарядни устройства или нови видове електроника, твърдят изследователите.

Диамантените структури са заключени във вътрешността на метеорита "Каньон Диабло", който се е забил в Земята преди 50 000 години и е открит за първи път в Аризона през 1891 г. Диамантите в този метеорит не са от познатите на повечето хора. Повечето познати диаманти са се образували на около 150 км под повърхността на Земята, където температурите се повишават до над 1093 градуса по Целзий. Въглеродните атоми в тези диаманти са подредени в кубични форми.

За разлика от тях, диамантите в метеорита "Каньон Диабло" са известни като лонсдейлит - наречен на името на британския кристалограф Дейм Катлийн Лонсдейл, първата жена професор в Лондонския университетски колеж - и имат шестоъгълна кристална структура. Тези диаманти се образуват само при изключително високи налягания и температури. Въпреки че учените успешно са създали лонсдейлит в лаборатория - използвайки пушек и сгъстен въздух, за да запратят графитни дискове със скорост 24 100 км/ч към стена - лонсдейлитът иначе се образува само когато астероиди се сблъскат със Земята при изключително високи скорости.


Вляво: Разположение на слоевете в лонсдейлит. Вдясно: Разположение на слоевете в диамант. Кредит: Wikimedia Commons

Докато изучават лонсдейлита в метеорита, изследователите откриват нещо странно. Вместо очакваните от тях чисти хексагонални структури, изследователите откриват израстъци от друг материал на въглеродна основа, наречен графен, който се свързва с диаманта. Тези израстъци са известни като диафити и в метеорита те се образуват в особено интересен слоест модел. Между тези слоеве има "разломи на подреждане", които означават, че слоевете не са подредени идеално, се отбелязва в изявлението на изследователите.

Откриването на диафити в метеорита лонсдейлит предполага, че този материал може да бъде открит и в други въглеродни материали, пишат учените в изследването, което означава, че той може да бъде лесно достъпен за използване като ресурс. Откритието също така дава на изследователите по-добра представа за наляганията и температурите, необходими за създаването на структурата.

Увеличен изглед на интерфейсни структури на диафити в метеорита от каньона Диабло. Кредит: Péter Németh et al.

Графенът е съставен отлист с дебелина един атом въглерод, подреден в шестоъгълници. Въпреки че изследванията върху този материал все още продължават, той има много потенциални приложения. Тъй като той е лек като перце и здрав като диамант, прозрачен и силно проводим и 1 милион пъти по-тънък от човешки косъм, един ден може да се използва за по-целенасочени лекарства, по-тънка електроника със светлинно бързи скорости на зареждане или по-бързи и по-гъвкави технологии, заявяват изследователите.

И сега, когато изследователите са открили тези графенови израстъци в метеоритите, е възможно да се научи повече за това как се образуват - и по този начин как да се направят в лабораторията.

"Чрез контролирано нарастване на слоевете на структурите би трябвало да е възможно да се проектират материали, които са едновременно свръхтвърди и също така еластични, както и имат регулируеми електронни свойства от проводник до изолатор", казва Кристоф Залцман (Christoph Salzmann), химик от Университетския колеж в Лондон и съавтор на статия, описваща изследването.

Справка: Shock-formed carbon materials with intergrown sp3- and sp2-bonded nanostructured units
Péter Németh, Hector J. Lancaster, Christoph G. Salzmann, Kit McColl, Zsolt Fogarassy, Laurence A. J. Garvie, Levente Illés, Béla Pécz, Mara Murri, Furio Corà, Rachael L. Smith, Mohamed Mezouar, Christopher A. Howard and Paul F. McMillan; Proceedings of the National Academy of Sciences July 22, 2022
119 (30) e2203672119
https://doi.org/10.1073/pnas.2203672119

Източник: Strange, never-before-seen diamond crystal structure found inside 'Diablo canyon' meteorite
JoAnna Wendel, Live Science.

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Земята

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !