بر اساس یک مطالعه بین المللی به رهبری دانشمندان مجارستانی، امواج شوک ناشی از برخورد سیارک ها با زمین، موادی با طیف وسیعی از ساختارهای کربنی پیچیده ایجاد می کنند که می توانند برای پیشبرد کاربردهای مهندسی آینده مورد استفاده قرار گیرند.
تیمی از محققان دریافتند که الماس هایی که در طی یک موج ضربه ای پرانرژی از برخورد یک سیارک در حدود ۵۰ هزار سال پیش تشکیل شده اند، دارای خواص منحصر به فرد و استثنایی هستند که ناشی از دماهای بالا و کوتاه مدت است.
محققان می گویند: این ساختارها را می توان برای کاربردهای مکانیکی و الکترونیکی پیشرفته مورد هدف قرار داد و به ما توانایی طراحی موادی را می دهد که نه تنها بسیار سخت خواهند بود بلکه با خواص الکترونیکی قابل تنظیم هستند. برای این مطالعه، دانشمندانی از بریتانیا، ایالات متحده، مجارستان، ایتالیا و فرانسه از بررسی های دقیق بلورشناسی و طیف سنجی پیشرفته ای از ماده معدنی لونزدالیت از شهاب سنگ کانیون دیابلو (Canyon Diablo) که برای اولین بار در سال ۱۸۹۱ در صحرای آریزونا یافت شد، استفاده کردند.
پیش از این تصور می شد که لونزدالیت از الماس شش ضلعی خالص تشکیل شده است که آن را از الماس مکعبی کلاسیک متمایز می کند. با این حال، تیم پژوهشی دریافت که این ماده در واقع از الماس نانوساختار و گرافن مانند به نام دیافیت ها تشکیل شده است. این تیم همچنین گسل های انباشته یا خطا را در توالی الگوهای تکراری لایه های اتم شناسایی کردند.
دکتر پیتر نمث (Péter Németh) از موسسه تحقیقات زمین شناسی و ژئوشیمیایی RCAES می گوید: از طریق شناخت انواع مختلف رشد بین ساختارهای گرافن و الماس، می توانیم به درک شرایط فشار و دما که در هنگام برخورد سیارک ها روی می دهد نزدیک تر شویم.
این تیم تحقیقاتی دریافت که فاصله بین لایه های گرافن به دلیل محیط های منحصر به فرد اتم های کربن که در سطح مشترک بین الماس و گرافن وجود دارد، غیرعادی است. تحقیقات همچنین نشان داد که ساختار دیافیت عامل یک ویژگی طیف سنجی غیرقابل توضیح است.
در این رابطه، پروفسور کریس هاوارد (Chris Howard) یکی از پژوهشگران این مطالعه گفت: این کشف بسیار هیجان انگیز است، زیرا اکنون می توانیم ساختارهای دیافیت را در الماس با استفاده از یک تکنیک طیف سنجی ساده بدون نیاز به میکروسکوپ الکترونی گران قیمت و پر زحمت تشخیص دهیم.
به گفته دانشمندان، واحدهای ساختاری و پیچیدگی گزارش شده در نمونه های لونسدالیت می توانند در طیف وسیعی از مواد کربنی دیگر تولید شده توسط ضربه و فشرده سازی استاتیکی یا با رسوب گذاری از فاز بخار رخ دهند.
پروفسور کریستوف سالزمن (Christoph Salzmann) یکی دیگر از محققان این مطالعه گفت: از طریق رشد لایه های کنترل شده سازه ها، باید بتوان موادی را طراحی کرد که هم بسیار سخت و هم انعطاف پذیر بوده و همچنین دارای خواص الکترونیکی قابل تنظیم از یک هادی به یک عایق باشند. بنابراین این کشف درها را به روی مواد کربنی جدید با خواص مکانیکی و الکترونیکی هیجان انگیز باز کرده است که ممکن است منجر به کاربردهای جدیدی از ساینده ها و الکترونیک گرفته تا نانوپزشکی و فناوری لیزر شود.
شرح کامل این پژوهش و یافته های حاصل از آن در آخرین شماره مجله تخصصی Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
