Lonsdaleit

Lonsdaleit
Általános adatok
Kémiai névszén
KépletC
Kristályrendszerhexagonális
Azonosítás
Színszürkés, töredékeiben sárgás vagy barnás
Fénygyémántfényű
Átlátszóságátlátszó, áttetsző, de zavaros és átlátszatlan is lehet
Keménység7-8 (a vizsgált, nem tiszta mintákban)
Sűrűség3,2 g/cm³
Különleges tulajdonságElméleti keménysége jóval meghaladja a gyémánt keménységét
A Wikimédia Commons tartalmaz Lonsdaleit témájú médiaállományokat.

A lonsdaleit, amelyet a kristályszerkezete alapján hexagonális gyémántnak is neveznek, egy ritka, de természetes körülmények között is előforduló szénmódosulat. Ez a világon az egyik legkeményebb ismert anyag, elméleti keménysége lényegesen magasabb a gyémántnál is.[1] Nevét Kathleen Lonsdale tiszteletére kapta.

Létrejötte, előállítása

Természetes körülmények között akkor jön létre, amikor grafitot tartalmazó meteorit ütközik a Földnek. Ilyenkor a nagy hő hatására a grafit gyémántszerű szerkezetűvé alakul át, de úgy, hogy megőrzi a rá jellemző hatszögletű kristályrácsot is. A természetben először 1967-ben azonosították a Canyon Diablo meteorit becsapódásának helyszínén, ahol a gyémánthoz kapcsolódó mikroszkopikus kristályok formájában fordul elő.[2][3]

A lonsdaleit mikroszkopikus kristályokként fordul elő többféle meteorit anyagában és egyes üledékekben. Felbukkanása bizonyos helyi tőzeglerakódásokban azt valószínűsíti, hogy a tunguszkai eseményt ugyancsak egy meteorit idézte elő, nem pedig egy üstökös töredékének becsapódása.[4][5]

Laboratóriumi szintéziséről az első tudományos publikáció szintén 1967-ben született meg,[6] mely szerint grafit statikus sajtolásával, illetve a robbanóanyagok használatával történő tömörítésével és hevítésével is sikerült előállítani.[7]

Tulajdonságai

Megjelenését illetően átlátszó, barnássárga színű anyag, törésmutatója 2,40-2,41, elméleti keménysége a számítógépes szimulációk szerint lényegesen (akár 58%-kal) meghaladja a gyémánt keménységét, de a természetes minták ennél alacsonyabb keménységet mutattak, viszonylag széles értékhatárok között (7-8 a Mohs-féle keménységi skálán). Ez utóbbi jelenség oka a feltételezések szerint az, hogy a vizsgált mintákban rácshálózati hibák és szennyeződések voltak.[8] Egyesek megkérdőjelezik, hogy tekinthető-e a lonsdaleit egyáltalán különálló anyagnak, mivel a kristálytani vizsgálat alatt álló mintákban nem sikerült kimutatni egyöntetű hexagonális rácsszerkezetet, inkább a köbös gyémántszerkezet dominált, melyet hatszögletű szekvenciákat tartalmazó szerkezeti hibák tarkítottak.[9]

A lonsdaleit röntgendiffrakciós adatai kvantitatív elemzésével kimutatták, hogy körülbelül egyenlő mennyiségben vannak jelen benne hexagonális és köbös szekvenciák. Következésképpen egyesek azt vetették fel, hogy a lonsdaleite legpontosabb szerkezeti leírása rendezetlen szerkezetű gyémánt lenne.[10][11] Másrészt, a közelmúltbeli in situ röntgendiffrakciós sokk-kísérletek erős bizonyítékot szolgáltatnak a viszonylag tiszta lonsdaleit keletkezésére olyan dinamikus, nagynyomású környezetekben, mint például a meteorit-becsapódások.[12]

Szimulációk szerint a lonsdaleit 58%-kal keményebb, mint a gyémánt és ellenáll akár 152 GPa nyomásnak is, míg a gyémánt már 97 GPa-nál eltörik.[13]

Jegyzetek

  1. ↑ MTI: Mégsem a gyémánt a legkeményebb anyag (magyar nyelven). index.hu, 2009. február 23. (Hozzáférés: 2020. december 16.)
  2. ↑ Frondel, C. (1967. május 13.). „Lonsdaleite, a new hexagonal polymorph of diamond”. Nature 214 (5088), 587–589. o. DOI:10.1038/214587a0.  
  3. ↑ Frondel, C. (1967. május 13.). „Lonsdaleite, a hexagonal polymorph of diamond”. American Mineralogist 52.  
  4. ↑ Kvasnytsya, Victor (2013. augusztus 1.). „New evidence of meteoritic origin of the Tunguska cosmic body”. Planetary and Space Science 84, 131–140. o. DOI:10.1016/j.pss.2013.05.003. (Hozzáférés: 2013. szeptember 15.)  
  5. ↑ Redfern, Simon: Russian meteor shockwave circled globe twice. BBC News. BBC. (Hozzáférés: 2013. június 28.)
  6. ↑ Bundy, F. P. (1967. május 13.). „Hexagonal Diamond—A New Form of Carbon”. Journal of Chemical Physics 46 (9), 3437. o. DOI:10.1063/1.1841236.  
  7. ↑ He, Hongliang (2002. május 13.). „Direct transformation of cubic diamond to hexagonal diamond”. Applied Physics Letters 81 (4), 610. o. DOI:10.1063/1.1495078.  
  8. ↑ Computational Methods and Experimental Measurements XV, by G. M. Carlomagno & C. A. Brebbia, WIT Press, 2011, ISBN 978-1-84564-540-3
  9. ↑ Nemeth, P. (2014. május 13.). „Lonsdaleite is faulted and twinned cubic diamond and does not exist as a discrete material”. Nature Communications 5, 5447. o. DOI:10.1038/ncomms6447. PMID 25410324.  
  10. ↑ http://www.ttk.mta.hu/2014/12/meteorbecsapodasok-bizarr-gyemantja/[halott link]
  11. ↑ Salzmann, C.G. (2015. május 13.). „Extent of Stacking Disorder in Diamond”. Diamond and Related Materials 59, 69–72. o. DOI:10.1016/j.diamond.2015.09.007.  
  12. ↑ Kraus, D. (2016. május 13.). „Nanosecond formation of diamond and lonsdaleite by shock compression of graphite”. Nature Communications 7, 10970. o. DOI:10.1038/ncomms10970. PMID 26972122.  
  13. ↑ (2009. május 13.) „Harder than Diamond: Superior Indentation Strength of Wurtzite BN and Lonsdaleite”. Physical Review Letters 102 (5), 055503. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.102.055503. PMID 19257519. Laikus összefoglaló – Physorg.com (2009. február 12.) 

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Lonsdaleite című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

  • Mindat.org Hozzáférés: 2005. március 13
  • Webmineral Hozzáférés: 2005. március 13.
  • Materials Science and Technology Division, Naval Research Laboratory website Hozzáférés: 2006. május 14.
  • Már nem a gyémánt a legkeményebb anyag
  • A lonsdaleit 3D animációja

További információk

  • Anthony, J. W.. Mineralogy of Arizona, 3rd, Tucson: University of Arizona Press (1995. május 13.). ISBN 0-8165-1579-4 .