Rebecca Manzi Gli scienziati, analizzando i frammenti del meteorite Canyon Diablo grazie alle moderne tecniche di imaging, hanno fatto scoperte straordinarie
@Père Igor/Wikimedia Commons
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Circa 50.000 anni fa un meteorite ha colpito il nostro Pianeta, in quella che attualmente è una zona desertica nel nord dello Stato americano dell’Arizona, creando il cosiddetto “Meteor Crater” (uno dei crateri da impatto più intatti al mondo). L’oggetto caduto è stato ribattezzato Canyon Diablo.
Per anni gli scienziati hanno analizzato nel dettaglio i suoi frammenti, per cercare di capire il tipo di roccia che ha impattato con la Terra. Lo scorso anno, queste ricerche hanno portato ad una scoperta eccezionale: all’interno del meteorite era presente un vero e proprio tesoro di diamanti mai visti prima.
Stiamo parlando di qualcosa di introvabile, rinvenuto grazie alle tecniche di imaging più moderne. Con l’ausilio di queste nuove tecnologie per osservare i frammenti del meteorite Canyon Diablo, gli scienziati hanno scoperto che non si trattava di gemme ordinarie.
Cosa hanno rinvenuto i ricercatori tra i frammenti del Canyon Diablo
All’interno del loro studio, i ricercatori hanno riferito che queste pietre condividono la proverbiale durezza dei diamanti che vengono estratti e usati nel settore della gioielleria, ma sono anche insolitamente malleabili. Inoltre, hanno proprietà elettroniche che possono essere sintonizzate, rendendole potenzialmente utili per l’elettronica.
I diamanti utilizzati in gioielleria sono costituiti da atomi di carbonio in forma cubica con ogni atomo unito ad altri quattro, occasionalmente interrotti da impurità di altri elementi che possono aggiungere una nota di colore. Il Canyon Diablo ha invece permesso di riscrivere in maniera sorprendente la storia di questi oggetti preziosi.
Nel meteorite, infatti, è stata rinvenuta per la prima volta nel 1967 la lonsdaleite, una rara forma di carbonio che in precedenza si pensava fosse composta da atomi in un reticolo esagonale. È stata aggiunta all’elenco degli allotropi del carbonio (modi in cui l’elemento, straordinariamente versatile, può disporsi) insieme alla grafite, al grafene di carbonio amorfo e al grafene.
Tuttavia, esaminando la lonsdaleite con la spettroscopia Raman e la cristallografia, il dottor Péter Németh dell’Institute for Geological and Geochemical Research e i coautori dello studio hanno scoperto qualcosa di molto più interessante. Si è capito come la lonsdaleite comprenda in realtà diamanti cubici tradizionali e domini simili al grafene che sono cresciuti insieme in quelle che sono note come diafiti. Il cristallo contiene anche numerosi errori in cui gli atomi sono mal posizionati.
La lonsdaleite prodotta in laboratorio non è la stessa presente nel meteorite
Negli ultimi anni, due team hanno descritto in modo indipendente i metodi per produrre la lonsdaleite in laboratorio. Tuttavia, sembra che abbiano dato vita alla lonsdaleite esagonale che immaginavano, che però non è quella che si trova nel Canyon Diablo e in altri meteoriti. Németh ha spiegato:
Grazie al riconoscimento dei vari tipi di intercalazione tra le strutture di grafene e diamante, possiamo avvicinarci alla comprensione delle condizioni di pressione-temperatura che si verificano durante gli impatti degli asteroidi.
Dove il diamante e il grafene si incontrano, accadono cose inaspettate alla spaziatura degli strati, il che motiva le precedenti osservazioni spettroscopiche della lonsdaleite. Le quantità disponibili di lonsdaleite sono state troppo piccole per testare alcune delle sue proprietà. Tuttavia, la modellazione suggerisce che la formazione esagonale dovrebbe essere più dura del 58% rispetto ai diamanti ordinari. Quanto possano essere dure le diafiti è ancora da vedere.
Si è aperto con uno scenario di molteplici applicazioni
Gli autori hanno sostenuto che le lezioni apprese con la lonsdaleite potrebbero essere applicate ad altri materiali ricchi di carbonio che contengono quantità significative di altri elementi posti sotto pressione estrema.
Il coautore, il professor Christoph Salzmann dell’University College di Londra, ha fatto sapere come questi cristalli potrebbero avere una serie di possibili applicazioni:
Attraverso la crescita controllata di strutture a strati, dovrebbe essere possibile progettare materiali che siano sia ultra duri che duttili, oltre ad avere proprietà elettroniche regolabili da conduttore a isolante. Questi materiali potrebbero avere applicazioni che vanno dagli abrasivi all’elettronica, dalla nanomedicina alla tecnologia laser.
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Fonte: PNAS
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