Itt a várva várt meteoritgyémánt – 50%-kal keményebb a földi gyémántnál

A kutatóknak végre sikerült előállítaniuk a meteoritgyémántot.

Évtizedek óta csak elméleti lehetőségként létezett a meteoritgyémánt, más néven lonsdaleit, amely a számítások szerint akár 58 százalékkal keményebb lehet a Földön található hagyományos gyémántnál. Most először sikerült laboratóriumi körülmények között nagyobb mintát előállítani ebből a különleges kristályszerkezetből, amely áttörést jelenthet a jövő ipari és technológiai alkalmazásaiban.

A gyémánt a természetben előforduló legkeményebb ismert anyag, kockarácsos kristályszerkezete pedig a szénatomok tökéletes tetraéderes elrendeződéséből fakad. A 20. század közepén azonban felmerült a lehetősége egy eltérő szerkezetű változat létezésének, amelyet később a Canyon Diablo meteoritban azonosítottak először. Ennél az úgynevezett hexagonális gyémántnál a szénatomok síkjai másképp ismétlődnek, és ez a szerkezeti eltérés a számítások szerint lényegesen növeli a kristály keménységét.

A kutatók sokáig nem tudták bizonyítani, hogy valóban létezik ez a módosulat, mivel a meteoritminták szennyezettek voltak, és más szénformákat – például grafitot vagy amorf szenet – is tartalmaztak. A kínai High Pressure Science and Technology Advanced Research központban Wenge Yang és csapata most olyan kísérleti eljárást dolgozott ki, amely laboratóriumban utánozza a meteoritbecsapódás extrém nyomás- és hőmérsékleti viszonyait. Grafitból kiindulva, gyémántprés és célzott lézeres hevítés segítségével sikerült elérniük, hogy a szénatomok síkjai átrendeződjenek, és kialakuljon a hexagonális rácsszerkezet.

A nyomás alatt létrejött kristályokat elektronmikroszkóppal és röntgendiffrakcióval vizsgálták, és ezek a módszerek egyértelműen igazolták a hexagonális szerkezetet. Bár a létrehozott minták még mindig tartalmaztak kockarácsos gyémánttöredékeket, a bizonyíték így is áttörést jelent, hiszen most először sikerült nagyobb, elemezhető mennyiségű meteoritgyémántot előállítani.

A kutatók jelenleg nem tudták közvetlenül mérni a lonsdaleit keménységét, mert ehhez nagyobb és tisztább kristályokra lenne szükség, de az eddigi eredmények alapján biztosak abban, hogy a szerkezet legalább olyan szilárd, mint a hagyományos gyémánt. A következő cél a nagyobb, homogénebb minták előállítása, amely lehetővé teszi a fizikai, mechanikai, elektromos és hővezetési tulajdonságok részletes vizsgálatát.

A jövőben a hexagonális gyémánt akár ipari szabvánnyá is válhat. Potenciális alkalmazásai között szerepel a precíziós megmunkálás, a nagy teljesítményű elektronika, a kvantumtechnológia és a hőmenedzsment rendszerek. Bár a tudósok szerint ezek a felhasználások még legalább egy évtizednyire vannak, az első laboratóriumi sikerek már most megnyitották az utat egy olyan anyag előtt, amely alapjaiban változtathatja meg a csúcstechnológiai iparágakat.

facebook:

0 Komment