El profesor Andy Tomkins (izquierda) de la Universidad de Monash con el científico de doctorado de RMIT Alan Salk y una muestra de meteorito de urilita. Crédito: Universidad RMIT
Los diamantes exóticos de un antiguo planeta enano en nuestro sistema solar pueden haberse formado poco después de que el planeta enano chocara con un gran asteroide hace unos 4.500 millones de años.
Un equipo de científicos dice haber confirmado la presencia de lonsdaleita, una rara forma hexagonal de diamante, en meteoritos de urelita del manto. planeta enano.
La lonsdaleita lleva el nombre de la famosa cristalóloga británica Dame Kathleen Lonsdale, quien fue la primera mujer en ser elegida miembro de la Royal Society.
Equipo de investigación – con científicos de Universidad MonashY el RMIT UniversidadY el CSIROel sincrotrón australiano y Universidad de Plymouth – Encontré evidencia de cómo se formó la lonsdaleita en meteoritos de urelita. Publicaron sus hallazgos el 12 de septiembre en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS). El estudio fue dirigido por el geólogo profesor Andy Tomkins de la Universidad de Monash.
La lonsdaleita, también conocida como diamante hexagonal en referencia a la estructura cristalina, es un alótropo de carbono con una red hexagonal, a diferencia de la red cúbica del diamante tradicional. Recibe su nombre en honor a Kathleen Lonsdale, cristalóloga.
El equipo predijo que la estructura hexagonal de los átomos de lonsdalita lo hace más difícil que el diamante normal, que tiene una estructura cúbica, dijo el profesor de RMIT Dougal McCulloch, uno de los investigadores principales involucrados.
«Este estudio prueba de manera concluyente que la lonsdalita existe en la naturaleza», dijo McCulloch, director de Microscopy and Microanalysis Facility en RMIT.
«También descubrimos los cristales de lonsdalita más grandes conocidos hasta la fecha, que tienen un tamaño de una micra, mucho más delgado que un cabello humano».
Según el equipo de investigación, la estructura inusual de la lonsdaleita podría ayudar a informar nuevas técnicas de fabricación para materiales superduros en aplicaciones mineras.
¿Cuál es el origen de estos misteriosos diamantes?
McCulloch y su equipo en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, los doctores Alan Salk y el Dr. Matthew Field, utilizaron técnicas avanzadas de microscopía electrónica para capturar rebanadas sólidas e intactas de meteoritos para crear instantáneas rápidas de cómo se formaron los diamantes ordinarios y los diamantes.
«Existe una fuerte evidencia de que existe un proceso de formación recientemente descubierto de nesadalitas y diamantes ordinarios, que es similar al proceso de deposición de vapor químico supercrítico que ocurrió en estas rocas espaciales, posiblemente en el planeta enano poco después de una colisión catastrófica», McCulloch. dijo.
«La deposición química de vapor es una forma en que las personas fabrican diamantes en un laboratorio, principalmente cultivándolos en una sala especializada».
El profesor Dougal McCulloch (izquierda) y el investigador de doctorado Alan Salk de RMIT con el profesor Andy Tomkins de la Universidad de Monash (derecha) en el Centro de Microscopía y Microanálisis de RMIT. Crédito: Universidad RMIT
Tomkins dijo que el grupo sugirió que la lonsdaleita en los meteoritos se formó a partir de un fluido supercrítico a altas temperaturas y presiones moderadas, preservando casi perfectamente la forma y textura del grafito preexistente.
«Más tarde, la lonsdalita fue reemplazada parcialmente por diamante con el ambiente más frío y con menor presión», dijo Tomkins, futuro miembro de ARC en la Escuela de la Tierra, la Atmósfera y el Medio Ambiente de la Universidad de Monash.
Y así, la naturaleza nos ha proporcionado un proceso para probar y replicar en la industria. Creemos que la lonsdaleita se puede utilizar para fabricar piezas de máquinas extra-rígidas si podemos desarrollar un proceso industrial que promueva la sustitución de piezas de grafito preformadas por lonsdaleita. «
Tomkins dijo que los hallazgos del estudio ayudaron a resolver un enigma de larga data con respecto a la composición de las fases de carbono en la urelita.
El poder de la cooperación
El Dr. Nick Wilson de CSIRO dijo que la colaboración de tecnología y experiencia de las diversas instituciones involucradas permitió al equipo confirmar con confianza la lonsdaleita.
En CSIRO, se utilizó un microanalizador de sonda de electrones para mapear rápidamente la distribución relativa de grafito, diamante y lonsdalita en las muestras.
«Individualmente, cada una de estas técnicas nos da una buena idea de qué es esta sustancia, pero si se toman en conjunto, ese es realmente el estándar de oro», dijo.
Referencia: «Secuenciación de lonsdaleita de la formación de diamantes en meteoritos de ureilita a través de En el sitio Deposición de vapor/fluido químico” por Andrew J. Tomkins, Nicholas C. Wilson, Colin McRae, Alan Salk, Matthew R. Field, Helen E. Brand, Andrew D. Langendam, Natasha R. Stephen, Aaron Turbie, Zanett Pinter y Lauren A. Jennings y Dougal G. McCulloch, 12 de septiembre de 2022, disponible aquí. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119
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