科学家认为他们终于弄清楚了为什么一种超级硬的钻石形式称为Lonsdaleite在一种罕见的陨石中发现。如果研究人员是对的,那么水晶的起源故事与材料本身一样令人震惊。
与传统钻石不同,当在地球地幔深处的压力下,在行星际空间的灾难性碰撞的混乱中可能形成了隆斯代理。
经过的钻石由碳原子组成,所有四个可用电子都与四面体模式相连的邻居,使整个结构足以使晶体成为地球上最难的物质之一。
Lonsdaleite也是由碳制成的晶体,仅具有完美保留石墨形状的结构。
根据计算机模型,该结构应该使材料比传统钻石变得更硬。但是证明这一假设很困难。
Lonsdaleite非常罕见,到目前为止收集的几个样品比人的头发要瘦得多,这使得在实验室中的分析成为挑战。
这种怪异的材料最初是在1967年在陨石中发现的,从那以后,它几乎困扰着科学家。 2014年,一群研究人员争论该lonsdaleite实际上不是一种离散的,自然存在的材料,而是一种简单的钻石。
然而,从那以后的几年中,这一假设并没有进行审查。
虽然Lonsdaleite主要是在一种称为尿石的稀有类型的石质陨石中发现的,但也已在实验室中在高温下制成,并且在地球上确定在被小行星击中的地方。
人们认为犹太人源是起源的在一个长期毁灭的矮星行星中,现在以小块空间碎片的形式通过太阳系涂抹。
尽管并非所有科学家都同意,但这进一步支持了Lonsdaleite的碰撞起源理论。
一支国际研究人员使用先进的尿素样品中的高级电子显微镜技术,逐渐缩小了Lonsdaleite的形成。
作者说,他们终于证明了Lonsdaleite可以自然形成,并且与科学家如何合成实验室中的材料非常相似。
“有强有力的证据表明,有一个新发现的隆斯代码和常规钻石的形成过程,就像是在这些太空岩石中发生的超临界化学蒸气沉积(CVD)过程,可能是在矮人星球上发生的,不久之后,解释来自澳大利亚RMIT大学的微观主义者Dougal McCulloch。
“化学蒸气沉积是人们在实验室中制造钻石的方式之一,从本质上讲,它们是在专门的室内种植的。”
这些发现与以前的研究还很吻合,这些研究还发现了与低压CVD过程一致的充满钻石填充陨石的特征。
但与众不同其他一些论文,这表明Lonsdaleite是在一个较大尺寸的质量和矮人行星之间产生影响的温和加压环境中形成的- 不像传统钻石那样,不像更大的星球的高度加压地幔。
在这项最新研究中分析的大多数陨石样品都包含嵌入石墨中的小钻石簇。这些富含钻石的部分是无钻石斑块的邻居,研究人员经常发现隆斯代尔的六边形结构。
根据研究人员的说法,如果矿物的正确组成得到足够大的冲击,那么从理论上讲,热气和液体可以沿断裂和晶界分散,从而将石墨震惊到Lonsdaleite的六边形结构中。随着岩石的冷却,这些区域可能会形成超硬材料的亚晶粒。
“因此,大自然为我们提供了尝试在行业中复制的过程,”说澳大利亚莫纳什大学的地质学家安迪·汤金斯(Andy Tomkins)。
“我们认为,如果我们可以开发一个工业过程,从而促进Lonsdaleite替换预先形状的石墨零件,则可以使用Lonsdaleite来制作微小的超硬机器零件。”
有一天,它甚至可以使超稀有的订婚戒指。
该研究发表在PNAS。