Ilmuwan akhirnya membuat berlian meteorit yang sulit dipahami, diprediksi menjadi 50% lebih sulit dari berlian bumi
Para ilmuwan telah menciptakan berlian meteorit yang cukup besar – juga dikenal sebagai Lonsdaleite atau berlian heksagonal – bahan yang diprediksi bahkan lebih sulit daripada berlian yang biasanya ditemukan di Bumi.
Teknik bertekanan tinggi dan suhu tinggi menciptakan disk kecil dari berlian ultrahard ini yang pada akhirnya dapat menggantikan berlian konvensional dalam aplikasi seperti alat pengeboran dan elektronik, para ilmuwan melaporkan 30 Juli di jurnal Alam.
Berlian memegang rekor untuk zat yang paling sulit secara alami di dunia. Setiap atom karbon dalam struktur molekul yang berulang tanpa batas membentuk empat ikatan panjang yang sama dengan atom karbon lainnya, masing-masing dipisahkan oleh sudut 109,5 derajat, untuk menciptakan serangkaian tetrahedra sempurna yang tak ada habisnya. Dilihat dari samping, struktur ini tampaknya mengandung tiga lapisan berulang atom karbon (berlabel A, B, dan C), dan ini memberi Diamond apa yang oleh kristalografi disebut sebagai struktur kristal kubik yang berpusat pada wajah.
Namun, pada 1960 -an, struktur berlian yang berbeda diusulkan, dengan kristal kecil yang tidak murni dari struktur ini kemudian ditemukan di Meteorit Diablo Canyon, yang jatuh di gurun Arizona sekitar 50.000 tahun yang lalu.
Tidak seperti berlian kubik, bentuk ini mengandung dua panjang ikatan yang berbeda – satu sedikit lebih panjang dari berlian normal dan satu sedikit lebih pendek. Atom karbon masih diatur ke dalam bidang tetrahedra yang tak ada habisnya. Tetapi kali ini, jika dilihat dari samping, struktur hanya berisi dua lapisan berulang (berlabel A dan B). Pergeseran kecil dalam lapisan karbon ini memberikan berlian meteorit struktur heksagonal, yang harus diteori oleh para ilmuwan Meningkatkan kekerasan padatan sebesar 58%.
Tetapi menyiapkan sampel struktur heksagonal ini yang cukup besar untuk dianalisis. Terlebih lagi, adanya bentuk karbon kontaminasi lainnya dalam sampel meteorit asli – termasuk grafit, berlian kubik dan karbon amorf – membuat banyak orang meragukan apakah berlian heksagonal sama sekali.
Terkait: Mengapa berlian datang dalam berbagai warna?
Terinspirasi oleh fragmen meteorik ngarai diablo, Wenge Yang dan rekan-rekannya di Pusat Ilmu Tekanan Tinggi dan Teknologi Penelitian Lanjutan di Beijing, berusaha untuk mereproduksi kondisi intens dari dampak dengan Bumi di laboratorium, mengembangkan sintesis bertekanan tinggi dan suhu tinggi menggunakan sel landasan berlian, sepotong peralatan yang merangkupkan sampel antara dua permukaan yang rata-rata yang terbuat dari diamond. Mulai dari bentuk karbon lain, grafit yang dimurnikan, mereka perlahan dan hati -hati mengompresi material, memperbaiki atom yang digeser di tempatnya dengan panas yang ditargetkan dari laser.
“Pada tekanan sekitar 20 IPK (200.000 atmosfer), lapisan karbon datar dari grafit dipaksa untuk meluncur dan mengikat dengan lapisan yang berdekatan, membentuk karakteristik sarang lebah karbon yang tertekuk dari berlian heksagonal,” kata yang kepada Live Science dalam sebuah email. “Pemanasan laser di atas 1400 ° C [2,552 Fahrenheit] memfasilitasi transisi ini. “Setelah tetrahedra berlian heksagonal yang terdistorsi ini terbentuk, tim perlahan -lahan melepaskan tekanan, memastikan kristal baru tidak secara spontan berubah kembali menjadi grafit.
Tim kemudian menggunakan teknik yang kuat untuk melihat struktur kristal dan mengkonfirmasi pencapaian mereka. Meskipun disk kristal tetap agak tidak murni, mengandung fragmen acak berlian kubik, gambar mikroskop elektron jelas menunjukkan lapisan karbon AB, dan kristalografi sinar-X mengungkapkan struktur heksagonal.
“Ini demonstrasi pertama yang bagus,” kata Soumen Mandalseorang fisikawan yang berspesialisasi dalam aplikasi Diamond di University of Cardiff di Inggris, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. “Sekarang kita membutuhkan kristal murni dan lebih banyak bahan untuk mulai menjelajahi sifat fisik dan mekaniknya, sifat termal, sifat listrik, semuanya.”
Pengujian kekerasan umumnya membutuhkan sampel yang lebih besar daripada yang diproduksi tim Yang, menurut penelitian. Namun, mereka mengkonfirmasi bahwa materi baru setidaknya sekuat Diamondsl dan Yang secara biasa berharap eksperimen berikutnya dengan kristal yang lebih besar dan lebih murni akan segera memberikan jawaban konkret.
Tim pada akhirnya ingin melihat berlian heksagonal mulai menggantikan berlian konvensional dalam teknologi industri seperti mesin presisi, elektronik kinerja tinggi, teknologi kuantum dan sistem manajemen termal, meskipun aplikasi tersebut mungkin masih 10 tahun lagi.
“Ke depan, tujuan kami adalah menghasilkan sampel berlian heksagonal berkualitas tinggi yang lebih besar yang cocok untuk aplikasi dunia nyata,” katanya. “Upaya -upaya ini akan membantu menyesuaikan sifat berlian heksagonal untuk aplikasi spesifik dan membuka jalan bagi adopsi industri.”
