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소행성 충돌로 매우 복잡한 구조의 다이아몬드 재료 생성

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소행성

크레딧: Pixabay/CC0 공개 도메인

UCL과 헝가리 과학자들이 주도한 국제 연구에 따르면 지구와 충돌하는 소행성으로 인한 충격파는 다양한 탄소 구조를 가진 물질을 생성하여 미래 엔지니어링 응용 프로그램을 발전시키는 데 사용할 수 있다고 합니다.

오늘 게시됨 국립과학원 회보연구원 팀은 약 50,000년 전 소행성 충돌로 인한 고에너지 충격파 동안 형성된 다이아몬드가 단기간의 고온과 극한의 압력으로 인해 독특하고 탁월한 특성을 갖는다는 것을 발견했습니다.

연구원들은 이러한 구조가 고급 기계 및 전자 응용 분야를 대상으로 할 수 있어 초경량일 뿐만 아니라 조정 가능한 전자 특성으로 가단성 있는 재료를 설계할 수 있는 능력을 제공할 수 있다고 말합니다.

이 연구를 위해 영국, 미국, 헝가리, 이탈리아 및 프랑스의 과학자들은 1891년 애리조나 사막에서 처음 발견된 Canyon Diablo 철 운석의 광물 론스달라이트에 대한 상세한 최첨단 결정학적 및 분광학적 검사를 사용했습니다.

선구적인 영국 결정학자이자 UCL의 첫 여성 교수인 Dame Kathleen Lonsdale 교수의 이름을 따서 명명된 lonsdaleite는 이전에 클래식 큐빅 다이아몬드와 구별되는 순수한 육각형 다이아몬드로 구성된 것으로 생각되었습니다. 그러나 팀은 그것이 실제로 나노구조의 다이아몬드와 디아파이트(diaphite)라고 불리는 그래핀과 같은 상호성장(결정의 두 광물이 함께 성장하는 곳)으로 구성되어 있음을 발견했습니다. 팀은 또한 원자 층의 반복 패턴 시퀀스에서 적층 결함 또는 “오류”를 식별했습니다.

주 저자 Dr. Péter Németh(Institute for Geological and Geochemical Research, RCAES)는 “그래핀과 다이아몬드 구조 사이의 다양한 상호성장 유형에 대한 인식을 통해 소행성 충돌 시 발생하는 압력-온도 조건을 이해하는 데 더 가까워질 수 있다”고 말했습니다.

연구팀은 다이아몬드와 그래핀 사이의 경계면에서 발생하는 탄소 원자의 독특한 환경 때문에 그래핀 층 사이의 거리가 이례적이라는 것을 발견했다. 그들은 또한 diaphite 구조가 이전에 설명되지 않은 분광학적 특징에 대한 책임이 있음을 보여주었습니다.

연구 공동 저자인 Chris Howard 교수(UCL Physics & Astronomy)는 “이제 우리는 값비싸고 힘든 전자 현미경 검사 없이 간단한 분광 기술을 사용하여 다이아몬드의 디아파이트 구조를 감지할 수 있기 때문에 매우 흥미롭습니다.”라고 말했습니다.

과학자들에 따르면, 론스달라이트 샘플에서 보고된 구조적 단위와 복잡성은 충격 및 정적 압축 또는 증기상에서의 퇴적에 의해 생성된 다양한 다른 탄소질 재료에서 발생할 수 있습니다.

연구의 공동 저자인 Christoph Salzmann(UCL Chemistry) 교수는 “구조의 제어된 층 성장을 통해 초경도이면서 연성인 재료를 설계하는 것이 가능할 뿐만 아니라 도체에서 다음으로 조절 가능한 전자 특성을 갖는 것이 가능해야 합니다. 절연체.

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“따라서 이 발견은 연마재 및 전자공학에서 나노의학 및 레이저 기술에 이르는 새로운 응용 분야를 초래할 수 있는 흥미로운 기계적 및 전자적 특성을 가진 새로운 탄소 재료에 대한 문을 열었습니다.”

보고된 탄소 구조의 탁월한 기계적 및 전자적 특성에 주목하는 것 외에도 과학자들은 론스달라이트(lonsdaleite)로 표시된 광물에 대한 현재의 단순한 구조적 관점에 도전합니다.

연구원들은 또한 팀을 하나로 모아준 공저자인 고(故) Paul McMillan 교수, 이 연구에 대한 지칠 줄 모르는 열정과 다이아몬드 연구 분야에 대한 지속적인 공헌에 감사드립니다.


고압에서 안정적인 다이아몬드를 합성하는 방법


추가 정보:
sp가 상호 성장한 충격 성형 탄소 소재– 그리고 sp2-결합된 나노구조 단위, 국립과학원 회보 (2022). DOI: 10.1073/pnas.2203672119

유니버시티 칼리지 런던 제공

소환: 소행성 충돌로 인해 매우 복잡한 구조의 다이아몬드 재료 생성(2022년 7월 19일) https://phys.org/news/2022-07-asteroid-impacts-diamond-materials-exceptionally.html에서 2022년 7월 19일 검색

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