Chiny tworzą supertwardy „diament meteorytowy”

Chińscy naukowcy twierdzą, że odtworzyli w laboratorium trudny do uchwycenia „diament meteorytowy”, co kończy sześćdziesiąt lat debaty na temat istnienia tego materiału.

Chociaż wszystkie diamenty zawierają atomy węgla, nie ograniczają się one do znanej struktury sześciennej. Zespoły badawcze z całego świata od lat pracują nad odtworzeniem wariantu układu heksagonalnego z jego charakterystyczną strukturą ułożenia atomów – zdjęcie: AI

Diamenty zazwyczaj powstają z atomów węgla ułożonych w kształt sześcianu, niczym klocki Lego ułożone w kwadrat, na głębokości około 150 km pod ziemią, gdzie temperatura przekracza 1000 stopni Celsjusza, a ciśnienie jest niezwykle wysokie.

Uważa się jednak, że sześciokątny diament, znany również jako lonsdaleit, powstał na skutek uderzenia meteorytu w Ziemię, któremu towarzyszyło ogromne ciepło i ciśnienie.

Ta struktura sprawia, że ​​diament jest o około 60% twardszy niż zwykły diament. Pierwszą próbkę znaleziono w meteorycie Canyon Diablo, który spadł w Arizonie około 50 000 lat temu. Naukowcy od dawna debatują nad tym, czy lonsdaleit rzeczywiście występuje w czystej postaci, czy jest jedynie mieszaniną diamentu sześciennego i grafitu.

Poprzednie próby odtworzenia tego typu diamentu w laboratorium albo zakończyły się niepowodzeniem, albo dały w efekcie zanieczyszczony produkt.

Nowemu zespołowi badawczemu, w którego skład weszli eksperci z Centrum Badań Naukowych i Technologicznych Wysokich Ciśnień oraz Instytutu Optyki i Mechaniki Precyzyjnej w Xi'an, działającego przy Chińskiej Akademii Nauk, udało się stworzyć czyste, heksagonalne kryształy diamentu o szerokości około 100 mikrometrów (co odpowiada grubości ludzkiego włosa).

Pierwszy diament heksagonalny odkryto w 1967 roku w meteorycie Canyon Diablo, który spadł w Arizonie 50 000 lat temu. Uważa się, że powstał z grafitu pod wpływem ekstremalnego ciepła i ciśnienia po uderzeniu w Ziemię – zdjęcie: Ai

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature zespół naukowców poinformował, że zastosowali ultraczysty monokrystaliczny grafit, aby zminimalizować zanieczyszczenia, a następnie zastosowali wysokie ciśnienie i temperaturę w warunkach „prawie izotropowych”, co oznacza, że ​​ciśnienie było jednakowe we wszystkich kierunkach.

W trakcie tego procesu naukowcy wykorzystali także promienie rentgenowskie in situ do obserwacji zmian strukturalnych w czasie rzeczywistym, dostosowując w ten sposób warunki sprzyjające powstawaniu diamentów heksagonalnych.

Ten sukces uznaje się za pierwszy bezpośredni i jednoznaczny dowód na to, że diament heksagonalny występuje jako stabilna i odrębna struktura, co rozszerza definicję „supertwardego” materiału daleko poza granice tradycyjnego diamentu.

Dzięki wyjątkowej twardości i odporności na ciepło syntetyczne diamenty heksagonalne mogą być stosowane w produkcji narzędzi skrawających, powłok odpornych na zużycie, a nawet w zaawansowanej elektronice, gdzie wymagane są materiały dobrze przewodzące ciepło i odporne na trudne warunki.

„Ten syntetyczny diament heksagonalny obiecuje otwarcie nowych kierunków w rozwoju materiałów supertwardych i zaawansowanych urządzeń elektronicznych” – powiedział profesor Ho Kwang Mao z Chińskiej Akademii Nauk.

Powrót do tematu

MINH HAI

Source: https://tuoitre.vn/trung-quoc-tao-ra-kim-cuong-thien-thach-sieu-cung-20250811162700281.htm