Lonsdaleit (lub lonsdejlit) – odmiana diamentu znajdowana w meteorytach, dawniej uznawana za osobny minerał i osobną odmianę polimorficzną węgla. Nazwa pochodzi od nazwiska irlandzkiej krystalografki Kathleen Lonsdale (1903–1971).
Występowanie Lonsdaleit występuje w postaci mikroskopijnych kryształów w meteorytach żelaznych i ureilitach, prawdopodobnie jako minerał szokowy powstający z grafitu w wyniku działania wysokiego ciśnienia i temperatury w chwili zderzenia meteorytu z Ziemią (szokmetamorfizmu). Rozpoznany i opisany został w pozostałości (ok. 200 mg) po rozpuszczeniu 5 kg meteorytu Canyon Diablo, który utworzył krater Barringera w Arizonie. Jego obecność stwierdzono także m.in. w żwirach i glebie w miejscu katastrofy tunguskiej.
Struktura Wśród naukowców nie było zgodności co do struktury lonsdaleitu, co wynikało m.in. z trudności w uzyskaniu próbek odpowiedniej jakości i czystości. Na podstawie niektórych badań sądzono, że jest on jednym z kilku możliwych politypów diamentu o symetrii heksagonalnej oznaczanej jako H2. W roku 2014 zakwestionowano tę interpretację, wskazując, że może on mieć typową symetrię regularną diamentu, ale z licznymi defektami sieci krystalicznej, takimi jak uskoki i zbliźniaczenia. Złożona struktura defektów odpowiadać może za obraz dyfrakcyjny, który wcześniej uznano za dowodzący występowania heksagonalnej sieci atomów węgla.
W roku 2016 udało się otrzymać lonsdaleit w warunkach laboratoryjnych poprzez poddanie próbki działaniu ciśnienia do 112 GPa (ok. 1,1 mln atm) w temperaturze 400 °C. Badania strukturalne wskazały, że uzyskany produkt zawierał >60% struktury heksagonalnej, co uznano za przesłankę wskazującą, że nie był to zdefektowany diament, lecz rzeczywisty heksagonalny lonsdaleit.
W 2017 r. przeprowadzono eksperymenty polegające na symulacji uderzeń meteorytów w specjalnej komorze do badania kolizji. Wykorzystywano pociski z fluorku litu o prędkości ok. 5,1 km/s, które uderzały w grafitową tarczę o grubości ok. 2 mm. Stwierdzono, że lonsdaleity powstają bezpośrednio z grafitu w wyniku gwałtownego uderzenia, w czasie miliardowych części sekundy, przy ciśnieniu 500 tys. atmosfer. Uzyskane kryształy miały strukturę heksagonalną.
Przewidywane własności Bazując na założeniu, że lonsdaleit jest heksagonalną odmianą diamentu, prowadzono symulacje komputerowe jego zachowania przy ściskaniu w diamentowym twardościomierzu. Analizy Zichenga Pana z uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju wskazały, że lonsdaleit może być o 58% twardszy od zwykłego diamentu (niższa twardość badanych rzeczywistych próbek lonsdaleitu wynikałaby z obecności zanieczyszczeń). Zatem lonsdaleit miał być najtwardszą znaną substancją. Późniejsze badania próbek wskazały, że nie ma on przewidywanej struktury, niemniej złożoność jego struktury daje mu nietypowe własności mechaniczne.
Przypisy
Kategoria:Meteorytyka Kategoria:Odmiany alotropowe węgla Kategoria:Odmiany diamentów