Тим научника са два универзитета у Kини у лабораторију је синтетизовао материјал тврђи од дијаманта. Kада је угљеник подвргнут екстремној топлоти и притиску унутар Земље, може кристализовати у дијаманте; најтврђи (иако не нужно и најчвршћи) природни минерал на планети. У дијаманту је сваки атом угљеника везан на четири друга атома угљеника у тетраедарском распореду, али под правим околностима, угљеник се може поставити шестоугано, творећи тврђи материјал познат као лонсдалеит.
Знамо за постојање лонсдалеита захваљујући удару метеорита који га је формирао. Године 1891, испитујући метеорит у кањону Диабло, Аризона, научници су известили да су у њему пронашли тврде честице. Kасније, 1939. године, потврђено је да су те тврде честице мешавина дијаманата, графита и нове твари која никада пре није виђена, а сада се зове лонсдалеит по кристалографкињи професорки Кетлин Лонсдејл.
Испрва су научници очекивали да ће необичан материјал бити дијамант хексагоналне структуре, а не класични кубични дијаманти на какве смо навикли. Међутим, проучавајући узорке метеорита 2022. године, тим је открио да су састављени од наноструктуираних хексагоналних и кубичних дијаманата са израслинама попут графена између. Узорак је технички био дијафит, где два минерала расту у исто време, што је резултирало мање уређеном кристалном структуром пуном погрешака слагања.
Осим што је прилично невероватно да метеорити могу ударити толиком снагом да стварају шестоугаоне дијаманте, то је отворило изгледе да би научници могли да их синтетишу. „С потенцијално супериорним механичким својствима и интригантном структуром, лонсдалеите је такође добио интензиван истраживачки интерес у науци о материјалима. Теоретски прорачуни сугеришу да би HD (хексагонални дијамант) могао чак надмашити кубични дијамант (CD), најтврђи и најмање компресибилни материјал познат у природи данас”, објашњава нови тим у својем научном раду.
Kористећи технике компресије шока с циљем опонашања природне производње ових супердијаманата, истраживачи су успели да их произведу у прошлости. Међутим, у процесу су завршили с пуно графита и дијаманата. У новом научном раду тим је користио притисак и температуру за производњу лонсдалеита, оптимизујући услове за производњу.
„Теоријски прорачуни сугеришу да је укупна енергија CD-а мало нижа од оне HD-а и да је, када се крене од претходника графита, енергетска баријера непосредног прелаза графита у CD мало нижа од оне за трансформацију графита у HD, па је стога CD обично доминантан производ”, објаснио је тим у својој студији.
„Да бисмо превладали такве неповољне факторе за раст HD-а, синтетизовали смо HD из графита путем средњих постграфитних фаза у којима међуслојно везивање може закључати слагање близу AB у компримованом графиту и спречити даље клизање слојева током високотемпературне стимулације, погодујући стварању HD-а. И наши експерименти и симулације показују да, осим формирања постграфитне фазе, температурни градијент је такође критичан за HD синтезу”, наводи се.
Осим што потенцијално отвара пут за нове суперпроводнике и може издржати око 58 посто више стреса од дијаманата, производња материјала у лабораторији могла би нам рећи о формирању природног лонсдалеита. „На пример, природни лонсдалеит тешко се налази на Земљи јер планетарна унутрашњост ретко може пружити одговарајуће […] услове. Што је важније, изврсна топлотна стабилност и ултрависока тврдоћа HD-а сугеришу његов велики потенцијал за индустријске примене, пружајући могућности за овај изванредан материјал”, наводи се у студији а пише IFLScience.
(Илустрација Shutterstock)
(Kликс)
