کشف ساختار بلوری الماس در شهاب سنگ باستانی

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای لایوساینس، این ساختار یک شکل درهم تنیده از گرافیت و الماس است که ویژگی های منحصربه‌فردی دارد و می توان از آن در آینده برای تولید شارژ فوق سریع یا انواع جدید ابزارهای الکترونیکی استفاده کرد.

این ساختار الماس داخل شهاب سنگ کانیون دیابلو قرار داشت که ۵۰ هزار سال پیش به زمین برخورد کرد و در سال ۱۸۹۱ در آریزونا کشف شد. الماس های داخل شهاب سنگ با الماسی که بیشتر مردم با آن آشنایی دارند، متفاوت است. 

بیشتر الماس ها در عمق ۱۵۰ کیلومتری زیرزمین که دما بیش از ۱۰۹۳ درجه سانتی گراد است، تشکیل یافته و اتم های کربن در این الماس ها در اشکال مکعبی قرار گرفته اند. 

الماس داخل این شهاب سنگ به نام دیم کاتلین لونسدیل بلورشناس بریتانیایی و نخستین استاد زن کالج دانشگاهی لندن، لونسدالیت نامیده شد. این الماس ساختار بلوری شش ضلعی دارد که فقط تحت شرایط دما و فشار فوق العاده بالا تشکیل می شوند. 

اگرچه دانشمندان الماس لونسدالیت را با استفاده از باروت و هوای فشرده برای راندن صفحات گرافیت به یک دیوار با سرعت ۲۴ هزار و ۱۰۰ کیلومتر در ساعت در آزمایشگاه ساخته اند اما لونسدالیت هنگامی که شهاب سنگ ها با سرعت بسیار زیادی با زمین برخورد کردند، تشکیل شد. 

محققان با مطالعه این الماس نکته جالبی را کشف کردند. آنها به جای ساختار ساده شش ضلعی، ماده پایه کربنی دیگری را به نام گرافن یافتند که با الماس درهم تنیده شده بودند. 

این ماده با نام دیافیت داخل شهاب سنگ قرار دارد که به شکل الگوی لایه ای جالبی تشکیل یافته اند. بین این لایه ها نقص چیدمان وجود دارد که به این معناست که لایه ها به طور کامل ردیف نشده اند.

کشف دیافیت در لونسدالیت شهاب سنگ بیانگر آن است که این ماده را می توان در سایر مواد کربن دار هم یافت که به این معناست که به آسانی برای استفاده به عنوان منبع در دسترس است. این یافته ها شناخت بهتری از فشار و دمای لازم برای ایجاد این ساختار فراهم می کند. 

گرافن از یک ورق کربن با ضخامت یک اتم به صورت شش ضلعی تشکیل شده است. اگرچه تحقیقات در مورد این ماده در دست انجام است، اما کاربردهای بالقوه بسیاری می تواند داشته باشد.

این ماده به سبکی پَر و به سختی الماس است. شفاف و بسیار رسانا است و یک میلیون بار نازکتر از تار موی انسان است. این ماده در آینده می تواند برای پزشکی هدفمند، الکترونیک ریزتر شارژ سریع یا فناوری سریعتر و انعطاف پذیرتر کاربرد پیدا کند. 

اکنون که محققان این گرافن را داخل شهاب سنگ یافته اند، کشف نحوه شکل گیری و امکان ساخت آنها در آزمایشگاه ممکن است.

کریستوف سالزمان شیمیدان کالج دانشگاهی لندن می گوید: طراحی مواد بسیار سخت و شکل پذیری و ویژگی های الکترونیکی قابل تنظیم از یک رسانا به عایق با بهره گیری از این ساختار ممکن است.  

این ساختارهای جالب در شماره ۲۲ ژوییه نشریه آکادمی ملی علوم تشریح شده است.