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世界熱點評!研究發現奇特折疊式鉆石可追溯至古老矮行星大災難

時間:2022-09-13 15:44:08 來源: cnBeta.COM



(資料圖片僅供參考)

鉆石是出了名得最硬的天然材料,因此它并不完全以其靈活性而聞名。這就是參與這項新研究的科學家們驚訝地發現在隕石內有獨特的折疊結構的鉆石的原因。

具體來說,這些隕石屬于一類被稱為橄輝無球粒隕石(ureilites)的隕石,它們罕見、石質、富含碳元素且通常含有微小的鉆石。來自聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的研究人員首先繪制了樣品中碳的分布以及它的形式--包括鉆石和石墨。在這樣做的過程中,他們發現證據表明,折疊的鉆石實際上是一種不常見的六邊形形式,被稱為龍須石。

為了證實這一點,這些樣品隨后被交給了皇家墨爾本理工大學的一個團隊,他們用高分辨率的透射電子顯微鏡(TEM)對它們進行了檢查。這不僅揭示了這些隕石確實含有朗斯代爾石,而且它們是迄今為止發現的最大的礦物晶體,長達1微米。事實證明,巖石中的折疊鉆石是由許多龍須石的微小晶體組成。

但這仍然不能解釋它們是如何被折疊的。當研究小組注意到一些朗斯代爾石已經轉化為石墨和立方體鉆石時就有了進一步的線索,研究小組繼續比較在18個不同的橄輝無球粒隕石樣品中鉆石、石墨和朗斯代爾石的分布。由此,他們得以拼湊出最可能的故事。

當第一次折疊時,晶體實際上還不是鉆石--它們仍以更軟的石墨的形式存在。這些晶體應該是在約45億年前的一顆矮行星或大型小行星的地幔中生長,當時太陽系還在形成。隨著時間的推移,周圍物質的高溫和壓力會使石墨扭曲成今天看到的折疊形狀。

后來,母體一定是在一場大災難中跟另一個巨大的天體相撞,這可能摧毀了原來的行星的大部分。這不僅使物質散落,最終以隕石的形式降落在地球上,而且還形成了一種超臨界流體進而將石墨轉化為朗斯代爾石。最終的結果是朗斯代爾石相當好地保留了石墨的原始形狀,以至于它呈現出看似不可能的折疊的外觀。

研究團隊表示,這不僅僅是一個很酷的故事--它可能在制造業中也會有重要的應用。這種自然過程跟目前用于制造工業鉆石工具和零件的化學氣相沉積技術相當相似,它可以為用龍須石制造這些東西提供靈感。畢竟,這種六邊形結構被認為比普通立方體鉆石的硬度高50%以上。

研究論文第一作者Andy Tomkins教授說道:“自然界因此為我們提供了一個可以嘗試在工業中復制的過程。我們認為,如果我們能開發出一種工業流程,促進用朗斯代爾石取代預成型的石墨部件,那么朗斯代爾石就可以用來制造微小的、超硬的機器部件。”


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