As ondas de choque causadas por asteroides colidindo com a Terra criam materiais com uma variedade de estruturas complexas de carbono, que podem ser usadas para o avanço de futuras aplicações de engenharia, de acordo com um estudo internacional liderado pela UCL e cientistas húngaros.
Publicado hoje em Proceedings of the National Academy of Sciences , a equipe de pesquisadores descobriu que os diamantes formados durante uma onda de choque de alta energia de uma colisão de asteróides há cerca de 50.000 anos têm propriedades únicas e excepcionais, causadas pelas altas temperaturas de curto prazo e pressão extrema.

Os pesquisadores dizem que essas estruturas podem ser direcionadas para aplicações mecânicas e eletrônicas avançadas, dando-nos a capacidade de projetar materiais que não são apenas ultra-rígidos, mas também maleáveis ​​​​com propriedades eletrônicas ajustáveis.

Para o estudo, cientistas do Reino Unido, Estados Unidos, Hungria, Itália e França usaram exames cristalográficos e espectroscópicos detalhados de última geração do mineral lonsdaleita do meteorito de ferro Canyon Diablo encontrado pela primeira vez em 1891 no deserto do Arizona.

Nomeado após o pioneiro cristalógrafo britânico Professor Dame Kathleen Lonsdale, a primeira professora da UCL, lonsdaleite foi anteriormente pensado para consistir em puro diamante hexagonal, distinguindo-o do diamante cúbico clássico. No entanto, a equipe descobriu que, na verdade, é composto de diamante nanoestruturado e intercrescimentos semelhantes ao grafeno (onde dois minerais em um cristal crescem juntos) chamados diáfitas. A equipe também identificou falhas de empilhamento, ou "erros" nas sequências dos padrões repetidos de camadas de átomos.

O principal autor Dr. Péter Németh (Instituto de Pesquisa Geológica e Geoquímica, RCAES) disse:"Através do reconhecimento dos vários tipos de intercrescimento entre grafeno e estruturas de diamante, podemos chegar mais perto de entender as condições de pressão e temperatura que ocorrem durante os impactos de asteróides. "

A equipe descobriu que a distância entre as camadas de grafeno é incomum devido aos ambientes únicos de átomos de carbono que ocorrem na interface entre o diamante e o grafeno. Eles também demonstraram que a estrutura diafite é responsável por uma característica espectroscópica anteriormente inexplicada.

O co-autor do estudo, professor Chris Howard (UCL Physics &Astronomy), disse:"Isso é muito emocionante, pois agora podemos detectar estruturas diafitas em diamantes usando uma técnica espectroscópica simples, sem a necessidade de microscopia eletrônica cara e trabalhosa".

Segundo os cientistas, as unidades estruturais e a complexidade relatadas nas amostras de lonsdaleíta podem ocorrer em uma ampla gama de outros materiais carbonáceos produzidos por choque e compressão estática ou por deposição da fase de vapor.

O coautor do estudo, professor Christoph Salzmann (UCL Chemistry) disse:"Através do crescimento controlado das camadas das estruturas, deve ser possível projetar materiais que sejam ultra-rígidos e também dúcteis, bem como propriedades eletrônicas ajustáveis ​​de um condutor para um isolante.

"A descoberta, portanto, abriu as portas para novos materiais de carbono com propriedades mecânicas e eletrônicas excitantes que podem resultar em novas aplicações que vão desde abrasivos e eletrônicos até nanomedicina e tecnologia a laser".

Além de chamar a atenção para as propriedades mecânicas e eletrônicas excepcionais das estruturas de carbono relatadas, os cientistas também desafiam a atual visão estrutural simplista do mineral denominado lonsdaleita.

Os pesquisadores também são gratos ao falecido co-autor Professor Paul McMillan, que foi o Sir William Ramsay Chair of Chemistry na UCL, por reunir a equipe, seu entusiasmo incansável por este trabalho e suas contribuições duradouras para o campo da pesquisa de diamantes. + Explorar mais

Maneiras de sintetizar diamano estável em alta pressão