朗斯代爾石是以英國(guó)著名的女晶體學(xué)家Dame Kathllen Lonsdale的名字命名的，她是第一位當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員的女性成員。

該研究小組--與來自莫納什大學(xué)、皇家墨爾本理工大學(xué)、聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)、澳大利亞同步加速器和普利茅斯大學(xué)的科學(xué)家一起--發(fā)現(xiàn)了朗斯代爾石如何在烏來石隕石中形成的證據(jù)。他們于9月12日在《PNAS》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。來自莫納什大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家Andy Tomkins教授領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

來自皇家墨爾本理工大學(xué)的教授Dougal McCulloch是參與研究的高級(jí)研究人員之一，他指出，研究小組預(yù)測(cè)朗斯代爾石原子的六邊形結(jié)構(gòu)會(huì)使其可能比普通鉆石更硬--普通鉆石具有立方體結(jié)構(gòu)。

(相關(guān)資料圖)

皇家墨爾本理工大學(xué)顯微鏡和微分析設(shè)施主任McCulloch說道：“這項(xiàng)研究明確地證明了朗斯代爾石在自然界的存在。我們還發(fā)現(xiàn)了迄今為止已知的最大的朗斯代爾石晶體，其大小可達(dá)一微米--比人的頭發(fā)細(xì)很多很多。”

據(jù)研究小組稱，朗斯代爾石的不尋常結(jié)構(gòu)可能有助于為采礦應(yīng)用中超硬材料的新制造技術(shù)提供信息。

這些神秘的鉆石的來源是什么？

McCulloch及其RMIT團(tuán)隊(duì)、博士學(xué)者Alan Salek和Matthew Field博士通過使用先進(jìn)的電子顯微鏡技術(shù)從隕石上捕捉固體和完整的切片，以此來創(chuàng)建朗斯代爾石和普通鉆石如何形成的快照。

“有強(qiáng)有力的證據(jù)表明，朗斯代爾石和普通鉆石有一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的形成過程，這就像一個(gè)超臨界的化學(xué)氣相沉積過程，在這些空間巖石中發(fā)生過，可能是在矮行星發(fā)生災(zāi)難性碰撞后不久發(fā)生的。化學(xué)氣相沉積是人們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中制造鉆石的方法之一，基本上是通過在一個(gè)專門的室中培養(yǎng)它們，”McCulloch說道。

Tomkins表示，研究小組提出，隕石中的朗斯代爾石在高溫和中等壓力下由超臨界流體形成，其幾乎完美地保留了先前存在的石墨的形狀和紋理。

Tomkins繼續(xù)補(bǔ)充道：“后來，隨著環(huán)境的冷卻和壓力的降低，朗斯代爾石部分被鉆石取代。因此，大自然為我們提供了一個(gè)嘗試在工業(yè)中復(fù)制的過程。我們認(rèn)為，如果我們能開發(fā)出一種工業(yè)流程以促進(jìn)用朗斯代爾石替代預(yù)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(jī)器部件。”

Tomkins稱，該研究結(jié)果有助于解決有關(guān)烏來石中碳相形成的一個(gè)長(zhǎng)期之謎。

合作的力量

CSIRO的Nick Wilson博士稱，來自各參與機(jī)構(gòu)的技術(shù)和專業(yè)知識(shí)的合作使該團(tuán)隊(duì)得以自信地確認(rèn)朗斯代爾石。

在CSIRO，研究人員通過電子探針微分析儀快速繪制了樣品中石墨、鉆石和朗斯代爾石的相對(duì)分布。

“單獨(dú)來看，這些技術(shù)中的每一項(xiàng)都能讓我們很好地了解這種材料是什么，但綜合來看--這確實(shí)是黃金標(biāo)準(zhǔn)，”Wilson說道。