Strani diamanti formatisi dopo un incidente nello spazio

Secondo gli scienziati, gli strani diamanti provenienti da un antico pianeta nano nel nostro sistema solare potrebbero essersi formati poco dopo la collisione del pianeta nano con un grande asteroide*, circa 4,5 miliardi di anni fa.

Il gruppo di ricerca ha confermato l'esistenza di una rara forma esagonale* di diamante chiamata "lonsdaleite", dopo aver analizzato i meteoriti* di ureilite* provenienti dal pianeta nano.

La Lonsdaleite prende il nome dalla famosa pioniera britannica della cristallografia*, Dame Kathleen Lonsdale (1903-1971), la prima donna eletta membro della Royal Society*.

Il team ha trovato prove di come si è formata la lonsdaleite studiando i meteoriti di ureilite che erano atterrati sulla Terra.

Il direttore della RMIT Microscopy* and Microanalysis Facility, il professor Dougal McCulloch, uno dei ricercatori senior coinvolti, ha affermato che il team ha previsto che la struttura esagonale degli atomi di lonsdaleite la rendesse potenzialmente più dura dei normali diamanti, che hanno una struttura cubica*.

"Questo studio dimostra categoricamente che la lonsdaleite esiste in natura", ha affermato il professor McCulloch.

"Abbiamo anche scoperto i più grandi cristalli di lonsdaleite conosciuti fino ad oggi, che raggiungono le dimensioni di un micron, molto, molto più sottili di un capello umano."

Il team ha affermato che l’insolita struttura della lonsdaleite potrebbe aiutare a definire nuove tecniche di produzione per materiali ultraduri nelle applicazioni minerarie.

Il professor McCulloch e il suo team RMIT – lo studioso di dottorato Alan Salek e il dottor Matthew Field – hanno utilizzato tecniche avanzate di microscopia elettronica per catturare fette solide e intatte dei meteoriti per creare istantanee di come si sono formate la lonsdaleite e i diamanti regolari.

"Ci sono prove evidenti che esista un processo di formazione recentemente scoperto per la lonsdaleite e il diamante normale, che è come un processo supercritico* di deposizione chimica da vapore* che ha avuto luogo in queste rocce spaziali, probabilmente nel pianeta nano, poco dopo una collisione catastrofica," Ha detto il professor McCulloch.

"La deposizione chimica da vapore è uno dei modi in cui le persone producono diamanti in laboratorio, essenzialmente facendoli crescere in una camera specializzata."

Pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), lo studio è stato condotto dal geologo della Monash University, il professor Andy Tomkins.

Il professor Tomkins ha affermato che il team ha proposto che la lonsdaleite contenuta nei meteoriti si sia formata da un fluido supercritico ad alta temperatura e pressioni moderate, preservando quasi perfettamente la forma e la struttura della grafite preesistente*.

"Successivamente, la lonsdaleite è stata parzialmente sostituita dal diamante quando l'ambiente si è raffreddato e la pressione è diminuita", ha affermato il professor Tomkins.

"La natura ci ha quindi fornito un processo da provare a replicare nell'industria. Pensiamo che la lonsdaleite potrebbe essere utilizzata per realizzare parti di macchine minuscole e ultra resistenti se riuscissimo a sviluppare un processo industriale che promuova la sostituzione delle parti in grafite preformate con la lonsdaleite ."

Il professor Tomkins ha affermato che i risultati dello studio hanno contribuito ad affrontare un mistero di lunga data riguardante la formazione delle fasi di carbonio nelle ureiliti.

Il dottor Nick Wilson del CSIRO ha affermato che la collaborazione di tecnologia e competenze di diverse istituzioni ha permesso al team di confermare la lonsdaleite con sicurezza, con la partecipazione di scienziati della Monash University, della RMIT University, del CSIRO, dell'Australian Synchrotron e della Plymouth University.

Al CSIRO è stato utilizzato un microanalizzatore a sonda elettronica* per mappare rapidamente la distribuzione relativa di grafite, diamante e lonsdaleite nei campioni.

"Singolarmente, ciascuna di queste tecniche ci dà una buona idea di cosa sia questo materiale, ma nel loro insieme questo è davvero il gold standard", ha detto il dottor Wilson.

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