Изучая алмазы внутри древнего метеорита, ученые обнаружили странную переплетенную микроскопическую структуру, которую никогда раньше не видели. Исследователи говорят, что структура, представляющая собой взаимосвязанную форму графита и алмаза, обладает уникальными свойствами, которые однажды могут быть использованы для разработки сверхбыстрой зарядки или новых типов электроники. Странные новые структуры были описаны в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Алмазные структуры были заперты внутри метеорита Canyon Diablo, который врезался в Землю 50000 лет назад и был впервые обнаружен в Аризоне в 1891 году. Алмазы в этом метеорите не такие, с которыми знакомо большинство людей. Большинство известных алмазов образовались на глубине около 150 км под поверхностью Земли, где температура достигает более 1093 градусов по Цельсию (2000 градусов по Фаренгейту).

Атомы углерода внутри этих алмазов расположены в кубической форме. Напротив, алмазы внутри метеорита Canyon Diablo известны как лонсдейлит, названный в честь британского кристаллографа Дамы Кэтлин Лонсдейл, первой женщины-профессора Университетского колледжа Лондона, и имеют шестиугольную кристаллическую структуру. Эти алмазы образуются только при очень высоких давлениях и температурах.

Хотя ученые успешно создали лонсдейлит в лаборатории, используя порох и сжатый воздух для движения графитовых дисков со скоростью 24100 км/ч к стене, лонсдейлит образуется только тогда, когда астероиды сталкиваются с Землей на чрезвычайно высоких скоростях.

Изучая лонсдейлит в составе метеорита, исследователи обнаружили нечто странное. Вместо чистых гексагональных структур, которые они ожидали, они обнаружили наросты другого материала на основе углерода, называемого графеном, сцепленного с алмазом. Эти наросты известны как диафиты, и внутри метеорита они образуют особенно интригующий слоистый узор. Между этими слоями находятся так называемые «ошибки укладки», что означает, что слои не выстраиваются идеально, говорится в заявлении исследователей.

Обнаружение диафитов в метеоритном лонсдейлите предполагает, что этот материал можно найти в другом углеродистом материале. Это означает, что он может быть легко доступен для использования в качестве ресурса. Открытие также дает исследователям лучшее представление о давлениях и температурах, которые необходимы для создания структуры.

Графен состоит из листов углерода толщиной в один атом, расположенных в виде шестиугольников. Хотя исследования этого материала все еще продолжаются, он имеет множество потенциальных применений. Поскольку он одновременно легкий, как перышко, и прочный, как алмаз, прозрачный и обладающий высокой проводимостью, а также в миллион раз тоньше человеческого волоса. Теперь, когда исследователи обнаружили эти наросты графена внутри метеоритов, стало возможным узнать больше о том, как они формируются, и, таким образом, о том, как их получить в лаборатории.

«Благодаря контролируемому наращиванию слоев в структурах должна быть возможность создавать материалы, которые являются как сверхтвердыми, так и пластичными, а также обладают регулируемыми электронными свойствами от проводника до изолятора», - Кристоф Зальцманн, химик из Университетского колледжа Лондона, соавтор статьи.