Lonsdaleit - Polski Serwis Naukowy

Lonsdaleit (lub lonsdejlit) – polimorficzna odmiana diamentu o dużej gęstości atomowej znajdowana w meteorytach.

Odmiany polimorficzne: chaoit (nieznany w skałach Ziemi, występuje w meteorytach), diament, grafit.

Występowanie

Lonsdaleit występuje w postaci mikroskopijnych kryształów w meteorytach żelaznych i ureilitach, prawdopodobnie jako minerał szokowy powstający z grafitu (przemiana polimorficzna) w wyniku działania wysokiego ciśnienia i temperatury w chwili zderzenia meteorytu z Ziemią. Rozpoznany i opisany został w pozostałości (ok. 200 mg) po rozpuszczeniu 5 kg meteorytu Canyon Diablo. Jego obecność stwierdzono w meteorytach Goalpara i Allan Hills 77283 oraz w żwirach i glebie w miejscu katastrofy tunguskiej.

Polimorfizm (różnopostaciowość) – zjawisko występowania różnych odmian krystalograficznych tej samej substancji. Występuje ono wtedy, gdy ta sama substancja może występować w dwóch lub nawet kilku formach krystalicznych.

Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.

Właściwości

Symulacje komputerowe zachowania lonsdaleitu ściskanego w diamentowym twardościomierzu przeprowadzone przez Zichenga Pana z uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju wykazały, że lonsdaleit może być o 58% twardszy od zwykłego diamentu (niższa twardość badanych rzeczywistych próbek lonsdaleitu wynika z obecności zanieczyszczeń). Jeśli badania laboratoryjne potwierdzą wyniki symulacji, to lonsdaleit będzie najtwardszą znaną substancją.

Politypia - rodzaj polimorfizmu. Polega na tym, że identyczne warstwy sieci krystalicznej tego samego minerału układają się na sobie w różnoraki sposób. Skutkiem tego są osobne minerały o różnym typie strukturalnym. Pociąga to za sobą także zmianę okresu identyczności sieci krystalicznej w kierunku prostopadłym do płaszczyzny warstwy, czyli zgodnie z osią krystalograficzną Z. Okres identyczności (period identyczności) jest wielokrotnością grubości pojedynczej warstwy.

Symulacja komputerowa - symulacja z wykorzystaniem modelu matematycznego, zapisanego w postaci programu komputerowego. Techniki symulacyjne są szczególnie przydatne tam, gdzie analityczne wyznaczenie rozwiązania byłoby zbyt pracochłonne, a niekiedy nawet niemożliwe - co często ma miejsce w systemach złożonych.

Struktura

Diamenty znajdowane w meteorytach mogą występować w wielu odmianach politypowych o symetrii regularnej, heksagonalnej i trygonalnej (większość diamentów ziemskich ma symetrię regularną). Lonsdaleit jest jednym z kilku możliwych politypów diamentu o symetrii heksagonalnej oznaczanej jako H2.

Układ regularny (sześcienny) - układ krystalograficzny, w którym wszystkie trzy osie mają jednakową długość i są w stosunku do siebie prostopadłe.

Meteoryt żelazny – rodzaj meteorytu zbudowanego z metalicznego żelaza o dużej zawartości niklu. W meteorytach żelaznych występują często skupienia innych minerałów, najczęściej troilitu, schreibersytu i rhabditu. Meteoryty żelazne dzieli się ze względu na zawartość niklu na:

Przypisy

A. Olszyn "Ceramika Supertwarda"
Zicheng Pan, Hong Sun, Yi Zhang, Changfeng Chen. Harder than Diamond: Superior Indentation Strength of Wurtzite BN and Lonsdaleite. „Phys. Rev. Lett.”. 102 (055503), 2009. doi:10.1103/PhysRevLett.102.055503 (ang.).
Superhard material knocks off diamond's crown (ang.). New Scientist. [dostęp 19 lutego 2009].
Jessica Griggs: Diamond no longer nature's hardest material (ang.). New Scientist. [dostęp 19 lutego 2009].
A. Karczemska, M. Szurgot, M. Kozanecki, M.I. Szynkowska, V. Ralchenko, V.V. Danilenko, P. Louda, S. Mitura. Extraterrestrial, terrestrial and laboratory diamonds – Differences and similarities. „Diamond and Related Materials”. 17 (7-10), s. 1179–1185, 2008. doi:10.1016/j.diamond.2008.02.021 (ang.).