Jamais

Les températures et les pressions extrêmes produites lorsqu'une roche spatiale percute la Terre peuvent créer des matériaux distinctifs, tels que le quartz choqué utilisé pour identifier les restes de tels événements. Le Canyon Diablo en Arizona contient des diamants aux structures inhabituelles, mais les scientifiques ont mal interprété ce qui les rend spéciaux.

Des processus très différents peuvent conduire aux mêmes minéraux. Bien que les diamants puissent être fabriqués par diverses forces terrestres, ils peuvent également être produits à partir de l'onde de choc lorsqu'un astéroïde heurte la Terre avec seulement une petite partie de son énergie dissipée dans l'atmosphère.

Cependant, lorsque les scientifiques ont utilisé des techniques d'imagerie avancées pour examiner les diamants de la météorite Canyon Diablo, ils ont découvert qu'il ne s'agissait pas de pierres précieuses ordinaires. La météorite Canyon Diablo est tombée il y a environ 50 000 ans, créant Meteor Crater - l'un des cratères d'impact les plus intacts au monde.

Dans une étude de 2022, les chercheurs ont rapporté que ces pierres partagent la dureté proverbiale des diamants, mais sont également exceptionnellement malléables. De plus, ils ont des propriétés électroniques qui peuvent être ajustées, ce qui les rend potentiellement utiles pour l'électronique.

Les diamants utilisés en joaillerie sont constitués d'atomes de carbone de forme cubique, chaque atome étant relié à quatre autres, parfois interrompus par des impuretés d'autres éléments qui peuvent ajouter une touche de couleur.

La lonsdaleite est une forme rare de carbone découverte pour la première fois en 1967 dans la météorite Canyon Diablo et que l'on pensait auparavant être composée d'atomes dans un réseau hexagonal. Cela a été ajouté à la liste des allotropes de carbone (manières dont l'élément remarquablement polyvalent peut s'organiser) avec le graphite, le graphène de carbone amorphe et le graphyne.

Cependant, en examinant la lonsdaleite à l'aide de la spectroscopie et de la cristallographie Raman, le Dr Péter Németh de l'Institut de recherche géologique et géochimique et les co-auteurs de l'étude ont découvert quelque chose de beaucoup plus intéressant. Il s'est avéré que la lonsdaleite impliquait en fait des diamants cubiques traditionnels et des domaines de type graphène qui se sont développés ensemble dans ce que l'on appelle des diaphites. Le cristal contient également de nombreuses erreurs où les atomes sont mal placés.

Ces dernières années, deux équipes ont décrit indépendamment des méthodes de production de lonsdaleite en laboratoire. Apparemment, faire connaître la pierre la plus dure à l'humanité est l'idée que certaines personnes se font d'une activité pandémique ; cependant, il semble qu'ils aient fabriqué la lonsdaleite hexagonale qu'ils imaginaient, et non ce que l'on trouve dans le Canyon Diablo et d'autres météorites.

"Grâce à la reconnaissance des différents types d'intercroissance entre les structures de graphène et de diamant, nous pouvons nous rapprocher de la compréhension des conditions de pression-température qui se produisent lors des impacts d'astéroïdes", a déclaré Németh dans un communiqué.

Là où le diamant et le graphène se rencontrent, des choses inattendues se produisent au niveau de l'espacement des couches, ce qui explique les observations spectroscopiques précédentes de la lonsdaleite.

Les quantités disponibles de lonsdaleite ont été trop faibles pour tester certaines de ses propriétés. Cependant, la modélisation suggère que la formation hexagonale devrait être 58 % plus dure que les diamants ordinaires. Reste à savoir à quel point les diaphites pourraient être durs.

Les auteurs ont déclaré que les leçons apprises dans la lonsdaleite pourraient être appliquées à d'autres matériaux riches en carbone qui contiennent des quantités importantes d'autres éléments placés sous une pression extrême.

Le co-auteur, le professeur Christoph Salzmann de l'University College de Londres, a expliqué que ces cristaux ont un certain nombre d'applications potentielles : "Grâce à la croissance contrôlée des couches de structures, il devrait être possible de concevoir des matériaux à la fois ultra-durs et ductiles, ainsi que ont des propriétés électroniques ajustables d'un conducteur à un isolant », a-t-il déclaré. Salzman pense que ceux-ci pourraient avoir "des applications allant des abrasifs et de l'électronique à la nanomédecine et à la technologie laser".

Le nom lonsdaleite rend hommage à la cristallographe pionnière et activiste Dame Kathleen Lonsdale, qui a prouvé la planéité de l'anneau hexagonal de benzène.

Une version antérieure de cet article a été publiée en juillet 2022.