لونسدالیت یا الماس اسرارآمیز چیست؟

به گزارش گلدنیوز ، لونسدالیت به افتخار ” Dame Kathleen Lonsdale ” نامگذاری شده است. این ماده معدنی شکل کربن هگزاگونال (شش ضلعی) را توصیف و نشان دهنده یکی از پلی‌مورفها (چند شکلی) از سری کربن ، از جمله فازهای کانی الماس و گرافیت ارائه میدهد. در واقع ، ساختار بلوری لونسدالیت شش ضلعی است و ترکیب شیمیایی آن C است. به همین دلایل به آن “الماس هگزاگونال” نیز می گویند. این کانی معدنی برای اولین بار حدود 50 سال پیش در شهاب سنگ آهنی دیابلو کانیون (Diablo Canyon) کشف شده است. شکل گیری آن به دگرگونی گرافیت طی شوک ناشی از برخورد شهابسنگ با زمین نسبت داده شد.

سنگ لونسدالیت چیست؟​

مدت‌ها قبل از این کشف دانشمندان در مورد وجود لونسدالیت بحث کرده‌اند. این ادعای عجیبی به نظر می‌رسد که ما برای یک چیز نامی داریم و همه ما بر روی آن اجماع داریم و با این وجود، در جامعه ادعا‌هایی مطرح شده که آن یک ماده معدنی واقعی و یک بلور واقعی نیست که می‌توانید در مقیاس ماکروسکوپی داشته باشید.

سالک می‌گوید دانشمندان برای اولین بار در سال ۱۹۶۷ میلادی تکه‌هایی از این ماده معدنی را شناسایی کردند، اما آن تکه‌ها کوچک بودند حدود ۱ تا ۲ نانومتر که ۱۰۰۰ برابر کوچکتر از آن چیزی است که در اکتشاف تازه پیدا کرده اند. یافتن یک نمونه بزرگتر نشان داده که لونسدالیت تنها ناهنجاری‌ای از سایر الماس‌ها نیست.

سالک می‌گوید الماس‌های معمولی مانند الماس‌هایی که در جواهرات ظریف می‌بینید از کربن ساخته شده‌اند و ساختار اتمی مکعبی دارند و به عنوان سخت‌ترین ماده‌ای است که تاکنون شناخته شده و در تولید نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

لونسدالیت نیز از کربن ساخته شده است، اما در عوض ساختار شش ضلعی غیرعادی دارد. سالک می‌گوید:"پژوهشگران پیش‌تر مدل‌هایی برای ساختار لونسدالیت ارائه کرده‌اند و نظریه‌ای را مطرح نمودند که ساختار شش ضلعی قادر است آن را تا ۵۸ درصد سخت‌تر از الماس‌های معمولی سازد. اگر دانشمندان بتوانند راهی برای استفاده از روش جدید تولید به منظور تولید مواد معدنی به اندازه کافی بزرگ بیابند این سختی می‌تواند الماس فضایی کمیاب را به منبعی ارزشمند برای کاربرد‌های صنعتی تبدیل کند.

"پل آسیمو" پروفسور زمین شناسی و ژئوشیمی در موسسه فناوری کالیفرنیا می‌گوید که این کشف با استفاده از روش‌های پیشرفته و احتمالات برای آینده هیجان انگیز است. آسیمو در این مطالعه شرکت نداشت. او می‌افزاید: "در این مطالعه از تعدادی از پیشرفت‌های تازه در میکروسکوپ استفاده شده تا کار با دقت و به خوبی انجام شود".

این سنگ که لونسدالیت نام دارد دارای سختی و استحکامی بیش از الماس معمولی است. پژوهش‌های تازه نشان می‌دهند که این ماده معدنی کمیاب از طریق یک شهاب سنگ به سیاره زمین رسیده است.

علاوه بر آن، به گفته نویسندگان مقاله مرتبط با این موضوع که در تاریخ ۱۲ سپتامبر در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد فرایند شیمیایی طبیعی‌ای که دانشمندان بر این باورند که لونسدالیت از طریق آن تشکیل می‌شود می‌تواند الهام بخش راهی برای تولید اجزای صنعتی بادوام بسیار بالا باشد.

این کشف زمانی میسر شد که "اندی تامکینز" زمین شناس استاد دانشگاه موناش در استرالیا در زمینه طبقه‌بندی شهاب سنگ‌ها حضور داشت.

"آلن سالک" دانشجوی دکترا و پژوهشگر در دانشگاه RMIT استرالیا که یکی از نویسندگان مقاله بوده می‌گوید: "با یک نوع الماس عجیب و با حالتی خمیده" در یک صخره فضایی در شمال غربی آفریقا مواجه شدند.

او می‌افزاید: "تامکینز این نظریه را مطرح کرد که شهاب سنگی که لونسدالیت را نگه می‌دارد از گوشته یک سیاره کوتوله است که حدود ۴.۵ میلیارد سال وجود داشته است. سپس سیاره کوتوله به طور فاجعه آمیزی از سوی یک سیارک مورد اصابت قرار گرفته و فشاری را آزاد ساخته که منجر به تشکیل این الماس‌های واقعا عجیب شده است".

"پل آسیمو" پروفسور زمین شناسی و ژئوشیمی در موسسه فناوری کالیفرنیا می‌گوید که این کشف با استفاده از روش‌های پیشرفته و احتمالات برای آینده هیجان انگیز است. آسیمو در این مطالعه شرکت نداشت. او می‌افزاید: "در این مطالعه از تعدادی از پیشرفت‌های تازه در میکروسکوپ استفاده شده تا کار با دقت و به خوبی انجام شود".

براساس نتایج این مطالعه تیم انجام دهنده پژوهش توانست شهاب سنگ را با کمک میکروسکوپ الکترونی و تکنیک‌های پیشرفته سینکروترون که نقشه‌هایی از اجزای شئ فضایی از جمله لونسدالیت، الماس و گرافیت ساخته شده را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد.

تشخیص و آزمایش سنگ لونسدالیت

یوگندرا گوپتا، مدیر مؤسسه فیزیک شوک دانشگاه، میگوید که تیمش از امواج صوتی برای اندازه گیری سختی لونسدالیت استفاده کرده است و به این نتیجه رسید که 58 درصد از الماس استاندارد قوی تر است.

او افزود: "اگر روزی بتوانیم آنها را تولید و صیقل دهیم، فکر می کنم تقاضای آنها بیشتر از الماس های مکعبی خواهد بود." یافته های آنها در Physical Review Letters منتشر شده است.

سال گذشته یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه RMIT، ملبورن، استرالیا، گفت که برای اولین بار موفق به تولید الماس در دمای اتاق شده است.

الماس های تولید شده در آزمایشگاه به فشار بالا و دمای 800 درجه سانتیگراد نیاز دارند، اما دانشمندان گفتند که الماس هایی را در آزمایشگاه بدون گرما و در عرض چند دقیقه ایجاد کرده اند.

طریقه تشکیل الماس لونسدالیت

الماس و لونسدالیت می‌توانند به سه طریق تشکیل شوند. یک مسیر تشکیل از طریق فشار و دمای بالا در یک بازه زمانی طولانی است به این ترتیب الماس‌ها در سطح زمین تشکیل می‌شوند. راه دیگر از طریق شوک ناشی از برخورد سریع یک شهاب سنگ و سومین روش از طریق انتشار بخار از گرافیت شکسته شده که به یک قطعه الماس کوچک متصل می‌شود و بر روی آن ساخته می‌شود.

روشی که این ماده معدنی را ایجاد می‌کند می‌تواند بر اندازه آن تاثیر بگذارد. پژوهشگران در این مطالعه دریافتند که روش سوم نمونه بزرگ‌تری را تشکیل می‌دهد.

تامکینز در یک بیانیه خبری گفت: "بنابراین طبیعت فرآیندی را برای ما فراهم کرده است تا در صنعت تلاش کنیم و آن را تکرار نماییم. ما فکر می‌کنیم که اگر بتوانیم یک فرآیند صنعتی را توسعه دهیم که جایگزینی قطعات گرافیتی پیش شکل با لونسدالیت را ترویج می‌کند می‌توان از لونسدالیت برای ساخت قطعات ماشینی ریز و بسیار سخت استفاده کرد".

کشف لونسدالیت برای ما چه معنایی دارد؟

اکنون که دانشمندان درباره این ماده معدنی می‌دانند کشف تازه این پرسش را مطرح کرده که آیا می‌توانند آن را تکرار کنند یا خیر. سالک می‌گوید که ابزار‌هایی مانند تیغه‌های اره، مته‌ها و مکان‌های استخراج باید به طور بادوام سخت و مقاوم در برابر سایش باشند.

بنابراین، یک منبع آماده از لونسدالیت می‌تواند عملکرد آن را حتی بهتر سازد. اکنون با یک نظریه علمی معتبر در مورد چگونگی شکل گیری این ذخایر بزرگتر طرح اولیه‌ای برای ساخت لونسدالیت در آزمایشگاه وجود دارد.

"فیل ساتون" مدرس ارشد اخترفیزیک در دانشگاه لینکلن در بریتانیا می‌گوید:"ما هم چنین از این کشف می‌توانیم درباره فعل و انفعالات جهان اطلاعات بیش تری کسب کنیم.

در کشف این داستان که از کجا آمده ایم و چگونه تکامل یافته ایم مهم است که بدانیم مواد بین محیط‌ها حتی در منظومه‌های خورشیدی مبادله می‌شوند".

دانشمندان لونسدالیت را به افتخار "دام کاتلین لونسدال" کریستالوگراف (بلورشناس) نامگذاری کرده اند. او در سال ۱۹۴۵ میلادی یکی از اولین زنانی بود که به عنوان عضو انجمن سلطنتی لندن انتخاب شد.

انتهای پیام/