在“暗黑破坏神峡谷”陨石中发现奇怪的、从未见过的钻石晶体结构

科学家在 5 万年前撞击地球的陨石中发现了一些意想不到的东西。

大约 50,000 年前,暗黑破坏神峡谷陨石坠落到地球上,并于 1891 年首次被发现。新的研究表明,它含有前所未有的钻石晶体结构。 (图片来源:Terryfic3D/Getty)
大约 50,000 年前,暗黑破坏神峡谷陨石坠落到地球上,并于 1891 年首次被发现。新的研究表明,它含有前所未有的钻石晶体结构。 (图片来源:Terryfic3D/Getty)

在研究古代陨石内部的钻石时,科学家们发现了一种以前从未见过的奇怪的、相互交织的微观结构。

研究人员说,这种结构是石墨和金刚石的一种互锁形式,具有独特的特性,有朝一日可用于开发超快充电或新型电子产品。

钻石结构被锁定在峡谷暗黑破坏神陨石中,该陨石于 5 万年前撞击地球,并于 1891 年在亚利桑那州首次被发现。这颗陨石中的钻石并不是大多数人所熟悉的那种。 大多数已知的钻石是在地球表面以下约 90 英里(150 公里)处形成的,那里的温度上升到超过 2,000 华氏度(1,093 摄氏度)。 这些钻石中的碳原子排列成立方体。

相比之下,峡谷暗黑陨石内部的钻石被称为 lonsdaleite——以伦敦大学学院第一位女教授、英国晶体学家凯瑟琳·朗斯代尔夫人命名——并具有六角形晶体结构。 这些钻石只有在极高的压力和温度下才能形成。 尽管科学家们已经在实验室中成功地制造了 lonsdaleite——使用火药和压缩空气在墙上以 15,000 英里/小时(24,100 公里/小时)的速度推动石墨盘——否则只有当小行星以极高的速度撞击地球时才会形成 lonsdaleite。

在研究陨石中的朗斯代尔石时,研究人员发现了一些奇怪的东西。研究人员发现另一种称为石墨烯的碳基材料与钻石互锁,而不是他们所期望的纯六边形结构。这些生长物被称为硅藻土,在陨石内部,它们以特别有趣的分层模式形成。研究人员在一份声明中说,在这些层之间是“堆垛层错”,这意味着这些层不能完美排列。

科学家们在研究中写道,在陨石朗斯代尔岩中发现辉绿岩表明这种材料可以在其他碳质材料中找到,这意味着它可以很容易地用作资源。这一发现还让研究人员更好地了解了创建该结构所需的压力和温度。

石墨烯由一个原子厚的碳片制成,排列成六边形。尽管对这种材料的研究仍在进行中,但该材料具有许多潜在的应用。因为它既轻如羽毛,又坚固如钻石;既透明又高导电;研究人员说,它比人类的头发细 100 万倍,有朝一日可以用于更有针对性的药物、具有闪电般快速充电速度的更小电子设备或更快、更弯曲的技术。

既然研究人员已经在陨石中发现了这些石墨烯的生长,就有可能更多地了解它们是如何形成的——以及如何在实验室中制造它们。

伦敦大学学院的化学家 Christoph Salzmann 表示:“通过结构的受控层生长,应该可以设计出既超硬又具有延展性的材料,以及从导体到绝缘体的电子特性可调的材料。”以及描述该研究的论文的合著者,在声明中说。

这些奇怪的新结构于 7 月 22 日发表在《美国国家科学院院刊》上。

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