Widmanstätten patterns seen in the same meteorite. (James St. John/Wikimedia Commons/CC BY 2.0) 
Bei der Untersuchung von Diamanten im Inneren eines antiken Meteoriten haben Wissenschaftler eine seltsame, verwobene mikroskopische Struktur entdeckt, die noch nie zuvor gesehen wurde.
Die Struktur, eine ineinandergreifende Form aus Graphit und Diamant, verfügt über einzigartige Eigenschaften, die eines Tages zur Entwicklung von superschnellem Laden oder neuen Arten von Elektronik genutzt werden könnten, sagen Forscher.
Die Diamantstrukturen waren im Inneren des Meteoriten Canyon Diablo eingeschlossen, der vor 50.000 Jahren auf die Erde einschlug und erstmals 1891 in Arizona entdeckt wurde. Die Diamanten in diesem Meteoriten sind nicht die Art, mit der die meisten Menschen vertraut sind.
Die meisten bekannten Diamanten entstanden etwa 150 Kilometer (90 Meilen) unter der Erdoberfläche, wo die Temperaturen auf über 1.093 Grad Celsius (2.000 Grad Fahrenheit) steigen. Die Kohlenstoffatome in diesen Diamanten sind kubisch angeordnet.
Im Gegensatz dazu werden die Diamanten im Inneren des Canyon-Diablo-Meteoriten als Lonsdaleit bezeichnet – benannt nach der britischen Kristallographin Dame Kathleen Lonsdale, der ersten Professorin des University College London – und haben eine sechseckige Kristallstruktur. Diese Diamanten bilden sich nur unter extrem hohen Drücken und Temperaturen.
Obwohl es Wissenschaftlern gelungen ist, Lonsdaleit im Labor herzustellen – Mit Schießpulver und Druckluft wurden Graphitscheiben mit 24.100 Kilometern pro Stunde (15.000 Meilen pro Stunde) gegen eine Wand geschleudert – Lonsdaleit entsteht sonst nur, wenn Asteroiden mit enorm hoher Geschwindigkeit auf die Erde einschlagen.
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Bei der Untersuchung von Lonsdaleit im Meteoriten fanden die Forscher etwas Seltsames. Anstelle der erwarteten reinen hexagonalen Strukturen fanden die Forscher Wucherungen eines anderen kohlenstoffbasierten Materials namens Graphen ineinandergreifend mit dem Diamanten.
Diese Wucherungen sind als Diaphite bekannt und bilden im Inneren des Meteoriten ein besonders faszinierendes Schichtmuster. Zwischen diesen Schichten gibt es „Stapelfehler“, was bedeutet, dass die Schichten nicht perfekt ausgerichtet sind, sagten die Forscher in einem Stellungnahme .
Der Fund von Diaphiten im meteoritischen Lonsdaleit deutet darauf hin, dass dieses Material in anderem kohlenstoffhaltigen Material gefunden werden kann, schreiben die Wissenschaftler in der Studie, was bedeutet, dass es leicht als Ressource verwendet werden könnte. Der Befund gibt den Forschern auch ein besseres Gefühl für die Drücke und Temperaturen, die zur Herstellung der Struktur erforderlich sind.
Graphen besteht aus einer ein Atom dicken Kohlenstoffschicht, die in Sechsecken angeordnet ist. Obwohl die Forschung zu diesem Material noch im Gange ist, hat das Material viele potenzielle Anwendungen.
Da es so leicht wie eine Feder und so stark wie ein Diamant ist, sowohl transparent als auch hochleitfähig und 1 Million Mal dünner als ein menschliches Haar, könnte es eines Tages für gezieltere Medikamente und winzigere Elektronik verwendet werden Licht Ningschnelle Ladegeschwindigkeiten oder schnellere und flexiblere Technologie, sagten die Forscher.
Und da Forscher nun diese Graphenwucherungen in Meteoriten entdeckt haben, ist es möglich, mehr über ihre Entstehung zu erfahren – und wie man sie im Labor herstellt.
„Durch das kontrollierte Schichtwachstum von Strukturen sollte es möglich sein, Materialien zu entwerfen, die sowohl ultrahart als auch duktil sind und über einstellbare elektronische Eigenschaften vom Leiter bis zum Isolator verfügen“, sagt Christoph Salzmann, Chemiker am University College London und Co-Autor eines Artikels, der die Forschung beschreibt, sagte in der Stellungnahme .
Die seltsamen neuen Strukturen wurden am 22. Juli in der Zeitschrift beschrieben Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften .
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