Megalkották a világ egyik legkeményebb anyagát és egyáltalán nem olyan, amilyennek képzelték
A gyémánt az egyik legkeményebb, természetesen előforduló - tehát nem laborban alkotott - anyag a Földön, és egyúttal a leginkább karcálló matéria is, de létezik egy sajátos, polimorf változata, amiről régóta azt tartották, hogy legalább 50%-kal keményebb még a “tradicionális”, jól ismert gyémántnál is. A lonsdaleit Kathleen Lonsdale krisztallográfusról kapta a nevét, de szokták hexagonális gyémántnak is nevezni sajátos struktúrája miatt. A lonsdaleit a szerkezetét tekintve olyan, mintha a grafit és a gyémánt szerkezeti jellegzetességeit is tartalmazná: a köbös kristályrendszerű hagyományos gyémánttól eltérő módon hatszögletű, hexagonális kristályrácsok alkotják.
A Nature leírása szerint a gyémántban az egyes rétegek közötti kötések sokkal gyengébbek, mint a rétegeken belüli kapcsolódás, ez a felépítés pedig korlátokat szab a gyémánt erejének. A lonsdaleitben a rétegek közti kötések is rendkívül erősek rövidségük miatt, ezért a kutatók sokáig úgy hitték, hogy a hexagonális gyémánt jóval erősebb lehet a köbös gyémántnál.
Mivel a lonsdaleit a természetben ritkán fordul elő, és a laboratóriumban is nehezen szintetizálható tiszta, hibátlan formában, eddig nehéz volt közelebbről vizsgálni az anyagot, de kínai kutatók most sikeresen előállítottak belőle kis méretű mintákat, így lehetőség nyílt az analizálására. A hexagonális gyémántot korábban főként meteoritbecsapódások helyszínén találták meg, mivel az ilyen események során keletkező hatalmas erők a meteorit grafitját átalakítják hatszögletű kristályszerkezetté.
Az újonnan készített lonsdaleitet pirolitikus grafitból állították elő, amelyet wolfram-karbidból készült “üllők” közé szorítottak be 20 gigapascal nyomással 1300-1900 Celsius-fokon. Eredményként milliméteres nagyságú hexagonális gyémánt jött létre, ami sokféle előnyös tulajdonsággal rendelkezett a tesztek szerint: a köbös gyémántnál merevebb és az oxidációnak ellenállóbb anyagnak bizonyult - egy tekintetben viszont csalódást okozott, a gyémántnál ugyanis alig-alig volt keményebb.
A kutatók számára azonban a lonsdaleit előállítása nagy sikernek számít, mert most először bizonyították minden kétséget kizáróan, hogy valóban hexagonális gyémántot alkottak, nem csak egy ahhoz nagyon hasonló szerkezetű anyagot.
“Több száz esetben állították már, hogy látták”
- mondta el Oliver Tschauner krisztallográfus a Nature beszámolója szerint - “De ez a legelső nagyon pontos jellemzése ennek a tünékeny anyagnak.”
(Fotó: Henning W/Pixabay)
