Những viên kim cương lục giác kỳ lạ đến từ lớp phủ của một hành tinh lùn

Giáo sư Andy Tomkins (trái) từ Đại học Monash cùng tiến sĩ Alan Salek của Đại học RMIT và một mẫu sao băng ureilite. Ảnh: ĐẠI HỌC RMIT

Theo trang Space.com, những viên kim cương hình lục giác kỳ lạ này đã bị văng vào không gian và đến lúc nào đó bất ngờ rơi xuống Trái đất, khi một hành tinh lùn va chạm với một tiểu hành tinh lớn vào khoảng 4,5 tỉ năm trước.

Giống như than chì, than củi và kim cương, lonsdaleite là một dạng cấu trúc đặc biệt của carbon. Trong đó các nguyên tử carbon của kim cương được sắp xếp theo hình khối, còn các nguyên tử carbon trong lonsdaleite được sắp xếp theo hình lục giác.

"Nghiên cứu này chứng minh một cách rõ ràng lonsdaleite tồn tại trong tự nhiên. Chúng tôi cũng đã phát hiện những tinh thể lonsdaleite lớn nhất từ trước đến nay, có kích thước lên đến một micromet - mỏng hơn rất nhiều so với sợi tóc của con người", ông Dougal McCulloch, nhà nghiên cứu tại Đại học RMIT Úc, cho biết.

Lần đầu tiên, vào năm 1967, lonsdaleite được phát hiện trong thiên thạch Canyon Diablo và được đặt theo tên nhà tinh thể học người Anh Dame Kathleen Lonsdale.

Thiên thạch Diablo Canyon rơi xuống Trái đất khoảng 50.000 năm trước và được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1891 trên vùng đất thuộc bang Arizona của Mỹ ngày nay.

Nghiên cứu mới cho biết hình dạng lục giác của lonsdaleite khiến nó cứng hơn kim cương thông thường với cấu trúc hình khối.

Phát hiện này có thể thúc đẩy các kỹ thuật chế tạo giống lonsdaleite để tạo ra vật liệu siêu cứng.

Các nhà nghiên cứu tìm hiểu lonsdaleite trong các thiên thạch ureilite.

Ureilite là một loại thiên thạch hiếm, chỉ chiếm 0,6% tổng số các thiên thạch rơi xuống Trái đất được ghi nhận đến nay. Tên của thiên thạch này được đặt theo tên làng Urey, ở Cộng hòa Mordovia (Nga), nơi người ta tìm thấy loại thiên thạch này lần đầu tiên vào ngày 4-9-1886.

Ông McCulloch cho biết: "Có bằng chứng chắc chắn về quá trình hình thành lonsdaleite. Đó là quá trình lắng đọng hơi hóa học siêu tới hạn, diễn ra trong những tảng đá không gian này ngay sau một vụ va chạm thảm khốc".

Sự lắng đọng hơi hóa học là một trong những cách mà người ta làm ra kim cương nhân tạo trong phòng thí nghiệm hiện nay.

Các nhà khoa học cho rằng lonsdaleite trong các thiên thạch hình thành từ một chất lỏng siêu tới hạn ở nhiệt độ cao và dưới áp suất tăng lên. Môi trường khắc nghiệt này cho phép lonsdaleite giữ được hình dạng và kết cấu của than chì. Cuối cùng, khi môi trường nguội đi và áp suất giảm, lonsdaleite được chuyển hóa thành kim cương siêu cứng.

Nhóm nghiên cứu cho rằng ngành công nghiệp có thể bắt chước quy trình sản xuất khoáng chất bất thường này.

Ông Andy Tomkins, trưởng nhóm nghiên cứu và là một nhà địa chất tại Đại học Monash ở Úc, cho biết trong cùng một tuyên bố: "Thiên nhiên đã cung cấp cho chúng tôi một quá trình để thử và nhân rộng lonsdaleite trong ngành công nghiệp".

Lonsdaleite có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận máy cực nhỏ, siêu cứng.