El meteorito Diablo Canyon puede mejorar el diseño de componentes eléctricos

Los científicos han descubierto una pequeña estructura fascinante e intrincada que no se había observado antes mientras examinaban diamantes dentro de un antiguo meteorito.

Según los investigadores, la estructura, una forma entrelazada de grafito y diamante, tiene cualidades especiales que algún día podrían usarse para crear una carga más rápida o nuevos tipos de productos electrónicos.

El meteorito “Diablo Canyon”, como se le llama, golpeó la Tierra hace unos 50.000 años y fue descubierto por primera vez en Arizona en 1891. Este meteorito se compone de ~90% camasset~ 1-4% Tainettey hasta un 8,5% carretillaNódulos de grafito (FeS&C). La masa original se estimó en 100 pies de diámetro y alrededor de 60.000 toneladas.

Se cree que se formaron extrañas estructuras de diamantes que quedaron atrapadas en el meteorito durante este evento.

Este meteorito contiene diamantes, aunque no los tipos comunes. La mayoría de los diamantes se forman casi 90 millas (150 kilómetros) por debajo de la superficie de la Tierra, donde las temperaturas pueden alcanzar más de 2000 grados Fahrenheit (1093 grados Celsius). La temperatura y la presión a esta profundidad hacen que los átomos de carbono se organicen en formas cúbicas.

En contraste, el diamante dentro del meteorito “Canyon Diablo” tiene una estructura de cristal hexagonal y se conoce como Lonsdalete (El nombre de la cristalógrafa británica Dame Kathleen Lonsdale, la primera profesora en el University College London). Se han descubierto estos tipos de cristales, solo pueden formarse a temperaturas y presiones increíblemente altas.

Los científicos han replicado estructuras similares, pero por lo general solo se encuentran en meteoritos.

Los científicos lograron un éxito Lonsdalete En el laboratorio, utilizando pólvora y aire comprimido para impulsar discos de grafito a 24 100 km/h (15 000 mph) contra una pared, Lonsdalete Por lo general, se forma solo cuando los asteroides golpean la Tierra a velocidades extremadamente altas.

Con respecto al diamante del meteorito “Diablo Canyon”, los científicos notaron un fenómeno inusual durante el análisis. Lonsdalete en el meteorito. Por ejemplo, descubrieron el crecimiento de otro material de carbono llamado grafeno que interactuaba con el diamante en lugar de las formaciones hexagonales puras que habían predicho.

Estos aumentos, llamados difícil-Toma el aspecto de un patrón en capas particularmente genial dentro del meteorito. Los errores de apilamiento entre estas capas indican que las capas no se alinean correctamente, según la declaración de los investigadores.

Descubrimiento difícil meteorito Lonsdalete Plantea la posibilidad de que este recurso pueda estar ampliamente disponible porque se puede encontrar en otros materiales de carbono, según los hallazgos de los investigadores. El descubrimiento también mejora la comprensión de los investigadores sobre las temperaturas y presiones necesarias para construir la estructura.

El grafeno consiste en una lámina de carbono de un átomo de espesor, dispuesta en formas hexagonales. El material tiene muchas aplicaciones potenciales, incluso si la investigación aún está en pañales.

Los investigadores dijeron que algún día podría usarse para tratamientos médicos más precisos, dispositivos electrónicos más pequeños con velocidades de carga ultrarrápidas o tecnología más rápida y flexible, porque es tan liviano como una pluma y tan fuerte como un diamante, transparente y alto. conductivo, y un millón de veces más delgado que un cabello humano.

La superficie exterior del meteorito. fuente: Jeffrey Notkin / Wikimedia Commons

Dado que este aumento de grafeno se ha encontrado dentro de los meteoritos, los investigadores ahora pueden aprender más sobre cómo apareció y, a su vez, cómo se formó en el laboratorio.

“A través del crecimiento controlado de la capa de las estructuras, debería ser posible diseñar materiales que sean altamente rígidos y también dúctiles, así como propiedades electrónicas modificables de conductor a aislante”, dijo Christoph Salzman, químico del University College London. y coautor de un artículo de investigación que describe la búsqueda, Dijo en el comunicado.

Las extrañas nuevas estructuras fueron descritas el 22 de julio de 2022 en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Resumen del estudio:

“Los estudios de materiales densos de carbono formados por efectos de poliuro o generados por presión de laboratorio proporcionan información clave sobre el comportamiento del carbono a alta presión y para la identificación y diseño de estructuras únicas para aplicaciones tecnológicas. Sin embargo, un obstáculo importante para el estudio y diseño de estos materiales es una comprensión incompleta de sus estructuras subyacentes. Aquí, informamos la notable diversidad estructural de cubo/hexagonal (C/h) diamantes apilados y su asociación con nanocompuestos de grafito de diamante que contienen sp .3– / s2Patrones de unión, es decir, granos, de materiales de acero al carbono formados por el impacto del impacto de grafito del meteorito de hierro Canyon Diablo. Mostramos evidencia de una variedad de tipos de interferencia y nanoestructuras con distancias de grafeno inusualmente cortas (0,31 nm) y demostramos que las bandas Raman desatendidas o mal interpretadas pueden asociarse con estructuras de pescante. Nuestro estudio proporciona una comprensión estructural del material conocido como lonsdaleita, anteriormente descrito como diamante hexagonal, y amplía esta comprensión a otras fases de carbono ultraduras naturales y sintéticas. Las estructuras de carbono 3D únicas que se encuentran en las muestras formadas por choque pueden imponer restricciones en las condiciones de presión y temperatura experimentadas durante el impacto y brindar oportunidades excepcionales para diseñar las propiedades de los materiales de nanocompuestos de carbono y las estructuras de fase”.

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