Due dei co-autori, Andy Tomkins (a sinistra) e Alan Salek (a destra), con uno dei campioni di meteorite di ureilite utilizzati nella ricerca. Crediti: Rmit
Potrebbero provenire dal mantello di un antico pianeta nano del nostro sistema solare gli strani diamanti esagonali individuati da un team di ricercatori guidati dal geologo Andy Tomkins dalla Monash University in Australia, a seguito di uno scontro con un grande asteroide. L’impatto sarebbe avvenuto circa 4,5 miliardi di anni fa, dando origine al lonsdaleite, una rara forma esagonale di diamante, che prende il nome dalla famosa cristallografa britannica Kathleen Lonsdale, una delle prime due donne ad essere elette membri della Royal Society nel 1945.
I ricercatori hanno studiato la lonsdaleite nelle meteoriti ureilite, una rara classe di rocce spaziali, e i risultati sono stati pubblicati nei Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas). «Questo studio dimostra categoricamente che la lonsdaleite esiste in natura», afferma Dougal McCulloch, co-autore dello studio e direttore del Royal Melbourne Institute of Technology (Rmit). «Abbiamo anche scoperto i più grandi cristalli di lonsdaleite conosciuti fino ad oggi, che hanno dimensioni fino a un micron, molto, molto più sottili di un capello umano».
La lonsdaleite, come il diamante regolare a struttura cubica, possiede una particolare struttura di carbonio ma i suoi atomi sono disposti in esagoni e ciò lo renderebbe potenzialmente più duro dei normali diamanti. Ma come vengono originati questi rari diamanti?
I ricercatori hanno utilizzato avanzate tecniche di microscopia elettronica per osservare porzioni solide e intatte di meteoriti e identificare sia la lonsdaleite che i diamanti di forma regolare presenti nella roccia, prevedendone le origini. «Abbiamo prove recenti che esiste un processo di formazione sia per la lonsdaleite che per il diamante regolare, che è come un processo di deposizione di vapore chimico supercritico che ha avuto luogo in queste rocce spaziali, probabilmente poco dopo una collisione catastrofica del pianeta nano», spiega McCulloch. «La deposizione chimica da vapore è uno dei metodi utilizzati dall’uomo per produrre diamanti in laboratorio, come se venissero coltivati in una camera specializzata».
Un fluido supercritico ad alta temperatura e pressioni moderate in grado di preservare quasi perfettamente la forma e le trame della grafite preesistente sarebbero dunque alla base dell’origine di lonsdaleite nei meteoriti. «In seguito, quando l’ambiente si è raffreddato e la pressione è diminuita, la lonsdaleite è stata parzialmente sostituita dal diamante», prosegue Tomkins, «La natura ci ha così fornito un processo da provare e replicare nell’industria».
L’industria potrebbe imitare il processo di produzione di questo insolito minerale, è quanto suggeriscono i ricercatori: «Se riuscissimo a mettere in campo un processo industriale che promuova la sostituzione delle parti in grafite preformate con la lonsdaleite», conclude Tomkins, «quest’ultima potrebbe essere utilizzata per realizzare parti di macchine molto piccole e ultra resistenti».
Per saperne di più:
- Leggi su Proceedings of the National Academy of Sciences l’articolo “Sequential Lonsdaleite to Diamond Formation in Ureilite Meteorites via In Situ Chemical Fluid/Vapor Deposition” di Andrew G. Tomkins, Nicholas C. Wilson, Colin MacRae, Alan Salek, et al.