Į Žemę nukritusio meteorito viduje – įspūdingas objektas: mokslininkai tokio darinio dar nebuvo regėję

Tirdami deimantus, esančius senovinio meteorito viduje, tyrėjai aptiko keistą, iki šiol mokslui nežinotą mikroskopinį darinį.

Ši struktūra – persipynęs grafito ir deimanto darinys – pasižymi unikaliomis savybėmis, kurios, mokslininkų teigimu, vieną dieną galėtų būti panaudotos kuriant naujo tipo elektroniką ar itin greitai įsikraunančias baterijas.

Deimantinės struktūros aptiktos Arizonoje, Velnio kanjone, 1891 metais rastame meteorite, kuris į Žemę rėžėsi prieš 50 tūkst. metų. Šiame meteorite slypintys deimantai skiriasi nuo mums žinomų deimantų rūšių. Dauguma mums pažįstamų deimantų susiformavo maždaug 150 km gylyje po Žeme, kur temperatūra pakyla iki 1 093 laipsnių pagal Celsijų. Anglies atomai šiuose deimantuose išsidėstę kubo forma.

O štai Velnio kanjono meteorite esantys deimantai, vadinami lonsdeilitais – pavadinti britų kristalografės damos Kathleen Lonsdale, pirmosios Londono universiteto koledžo profesorės moters, vardu – yra šešiakampės kristalinės struktūros. Tokie deimantai susiformuoja tik veikiant itin dideliam slėgiui ir aukštai temperatūrai. Nors mokslininkams pavyko laboratorijoje išauginti dirbtinių lonsdaleitų (naudojant paraką ir suslėgtą orą grafito diskai buvo trankomi 24 100 km/val. greičiu į sieną), kitais atvejais tokie dariniai susidaro tik tuomet, kai į Žemę nepaprastai dideliu greičiu trenkiasi asteroidai.

Tyrinėdami meteorite slypinčius lonsdaleitus, mokslininkai aptiko kai ką keisto. Jie tikėjosi išvysti šešiakampes struktūras, tačiau aptiko kitos iš anglies sudarytos ir su deimantu persipynusios medžiagos, vadinamos grafenu, ataugėlių. Pastarosios dar vadinamos diafitais, kurie meteorito viduje sukuria įdomų sluoksniuotą raštą. Tarp šių sluoksnių matyti „sanglaudos defektų“: dalis sluoksnių nėra tobulai išsirikiavę, sakoma tyrėjų pranešime.

Diafitų radimas meteoritiniame lonsdaleite leidžia mokslininkams spėti, kad šios medžiagos galima aptikti ir kitose karbonatinėse medžiagose. O tai reiškia, kad diafitai galėtų būti lengvai naudojami kaip išteklius. Padarę šį atradimą, mokslininkai turės daugiau duomenų apie tokiam dariniui susiformuoti reikalingą slėgį ir temperatūrą.

Grafenas yra vieno atomo storio anglies lakšto kristalas, susidedantis iš korio forma (šešiakampiais) išsidėsčiusių anglies atomų. Nors ši medžiaga tebėra tyrinėjama, ji žada daugybę pritaikymo galimybių. Grafenas yra lengvas kaip plunksna, bet tvirtas kaip deimantas, skaidrus ir itin laidus bei milijoną kartų plonesnis už žmogaus plauką, todėl ateityje jis praverstų kuriant taikinių terapijos vaistus, plonesnius elektronikos gaminius, kurių baterija įsikrautų žaibišku greičiu, arba greitesnius ir plastiškesnius prietaisus, tvirtina mokslininkai.

Tyrėjams meteorituose aptikus grafeno ataugų, bus galima daugiau sužinoti, kaip jos susidaro. Vadinasi, suprasime, ir kaip jų užsiauginti laboratorijoje.

„Kontroliuodami šių darinių sluoksnių augimą, galėtume sukurti medžiagas, kurios būtų ir itin kietos, ir kartu elastingos, bei būtų pritaikomos nuo laidininko iki izoliatoriaus“, – teigia Londono universiteto koledžo chemikas Christophas Salzmannas, tyrimą aprašančio straipsnio bendraautorius.

Keistieji dariniai buvo aprašyti liepos 22 d. žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“.

Šaltiniai:

https://www.livescience.com/diablo-canyon-new-crystal

https://www.ucl.ac.uk/news/2022/jul/asteroid-impacts-create-diamond-materials-exceptionally-complex-structures

https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2203672119