모나시 대학교의 앤디 톰킨스 교수(왼쪽)와 RMIT 박사 과정 과학자 앨런 솔크, 유리석 운석 샘플. 크레딧: RMIT 대학
우리 태양계에 있는 고대 왜성 행성의 이국적인 다이아몬드는 약 45억 년 전 왜소행성이 큰 소행성과 충돌한 직후에 형성되었을 수 있습니다.
과학자 팀은 맨틀의 우렐라이트 운석에서 희귀한 육각형 다이아몬드인 론스달라이트의 존재를 확인했다고 말했습니다. 왜 소행성.
Lonsdaleite는 왕립 학회의 회원으로 선출된 최초의 여성인 유명한 영국 결정학자 Dame Kathleen Lonsdale의 이름을 따서 명명되었습니다.
연구팀 – 과학자들과 함께 모나시 대학교그리고 RMIT 대학그리고 CSIRO호주 싱크로트론, 플리머스 대학교 – 우렐라이트 운석에서 론스달라이트가 어떻게 형성되었는지에 대한 증거를 찾았습니다. 그들은 9월 12일에 그들의 연구 결과를 발표했습니다. 국립과학원 회보 (PNAS). 이번 연구는 모나시 대학의 지질학자 앤디 톰킨스 교수가 주도했다.
결정 구조와 관련하여 육각형 다이아몬드라고도 알려진 Lonsdaleite는 기존 다이아몬드의 입방 격자와 달리 육각형 격자가 있는 탄소 동소체입니다. 결정학자인 Kathleen Lonsdale의 이름을 따서 명명되었습니다.
연구팀은 Lonsdalite 원자의 육각형 구조가 입방 구조의 일반 다이아몬드보다 다이아몬드를 더 어렵게 만든다고 RMIT의 Dougal McCulloch 교수가 말했습니다.
“이 연구는 Lonsdalite가 자연에 존재한다는 것을 결정적으로 증명합니다.”라고 RMIT의 현미경 및 미세 분석 시설 소장인 McCulloch가 말했습니다.
“우리는 또한 현재까지 알려진 가장 큰 론스달라이트 결정체를 발견했는데, 이 결정체는 크기가 미크론 이하로 사람의 머리카락보다 훨씬 얇습니다.”
연구팀에 따르면 lonsdaleite의 특이한 구조는 광산 응용 분야에서 초경질 재료에 대한 새로운 제조 기술을 알려주는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 신비한 다이아몬드의 기원은 무엇입니까?
매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 McCulloch 박사와 Alan Salk 박사와 Matthew Field 박사는 고급 전자 현미경 기술을 사용하여 일반 다이아몬드와 다이아몬드가 어떻게 형성되었는지에 대한 빠른 스냅샷을 생성하기 위해 단단하고 온전한 운석 조각을 캡처했습니다.
McCulloch는 “새로 발견된 네사다라이트와 일반 다이아몬드의 형성 과정이 있다는 강력한 증거가 있습니다. 이는 이 우주 암석에서 발생한 초임계 화학 기상 증착 과정과 유사하며, 아마도 격변적 충돌 직후 왜소행성일 가능성이 있습니다.”라고 말했습니다. 말했다.
“화학 기상 증착은 사람들이 실험실에서 주로 특수 방에서 다이아몬드를 성장시켜 다이아몬드를 만드는 한 가지 방법입니다.”
RMIT 현미경 및 미세분석 시설에서 Dougal McCulloch 교수(왼쪽)와 박사 연구원 Alan Salk와 Monash University의 Andy Tomkins 교수(오른쪽). 크레딧: RMIT 대학
Tomkins는 그룹이 운석의 lonsdaleite가 고온 및 중간 압력에서 초임계 유체로 형성되어 기존 흑연의 모양과 질감을 거의 완벽하게 보존한다고 제안했다고 말했습니다.
“나중에 Lonsdalite는 환경이 더 차갑고 압력이 낮은 다이아몬드로 부분적으로 대체되었습니다.”라고 Monash University의 School of Earth, Atmosphere and Environment에서 ARC의 미래 연구원인 Tomkins가 말했습니다.
그래서 자연은 우리에게 업계에서 시도하고 복제할 수 있는 과정을 제공했습니다. 우리는 미리 형성된 흑연 부품을 lonsdaleite로 교체하는 것을 촉진하는 산업 공정을 개발할 수 있다면 lonsdaleite를 초강성 기계 부품을 만드는 데 사용할 수 있다고 믿습니다. “
Tomkins는 이 연구의 발견이 urelite의 탄소 상의 구성에 관한 오랜 수수께끼를 해결하는 데 도움이 되었다고 말했습니다.
협력의 힘
CSIRO의 닉 윌슨(Nick Wilson) 박사는 관련된 다양한 기관의 기술과 경험의 협력으로 팀이 lonsdaleite를 자신 있게 확인할 수 있었다고 말했습니다.
CSIRO에서 전자 프로브 미세 분석기를 사용하여 샘플에서 흑연, 다이아몬드 및 Lonsdalite의 상대적 분포를 빠르게 매핑했습니다.
“개별적으로 이러한 각각의 기술은 우리에게 이 물질이 무엇인지에 대한 좋은 아이디어를 제공하지만 함께 고려하면 이것이 진정한 표준입니다.”라고 그는 말했습니다.
참조: “Ureilite 운석에서 다이아몬드 형성의 Lonsdaleite 시퀀싱 현장에서 화학 유체/증착” Andrew J. Tomkins, Nicholas C. Wilson, Colin McRae, Alan Salk, Matthew R. Field, Helen E. Brand, Andrew D. Langendam, Natasha R. Stephen, Aaron Turbie, Zanet Pinter, Lauren A. Jennings 및 Dougal G. McCulloch, 2022년 9월 12일, 여기에서 볼 수 있습니다. 국립과학원 회보.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119
