Une ancienne météorite “Canyon Diablo” révèle une mystérieuse structure de cristaux de diamant

En étudiant des diamants à l’intérieur d’une ancienne météorite, des scientifiques ont découvert une étrange structure microscopique entrelacée qui n’a jamais été vue auparavant.

Cette structure, une forme imbriquée de graphite et de diamant, possède des propriétés uniques qui pourraient un jour être utilisées pour mettre au point des chargements ultrarapides ou de nouveaux types d’électronique, selon les chercheurs.

Les structures en diamant étaient enfermées dans la météorite Canyon Diablo, qui a percuté la Terre il y a 50 000 ans et a été découverte pour la première fois en Arizona en 1891. Les diamants de cette météorite ne sont pas ceux que la plupart des gens connaissent.

La plupart des diamants connus se sont formés à environ 150 kilomètres sous la surface de la Terre, où les températures atteignent plus de 1 093 degrés Celsius (2 000 degrés Fahrenheit). Les atomes de carbone de ces diamants sont disposés en forme cubique.

En revanche, les diamants contenus dans la météorite Canyon Diablo sont connus sous le nom de lonsdaleite – du nom de la cristallographe britannique Dame Kathleen Lonsdale, première femme professeur à l’University College de Londres – et ont une structure cristalline hexagonale. Ces diamants ne se forment que sous des pressions et des températures extrêmement élevées.

Bien que les scientifiques aient réussi à fabriquer de la lonsdaleite en laboratoire – en utilisant de la poudre à canon et de l’air comprimé pour propulser des disques de graphite à 24 100 kilomètres par heure (15 000 miles par heure) contre un mur – la lonsdaleite ne se forme autrement que lorsque des astéroïdes frappent la Terre à des vitesses extrêmement élevées.

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En étudiant la lonsdaleite dans la météorite, les chercheurs ont découvert quelque chose d’étrange. Au lieu des structures hexagonales pures auxquelles ils s’attendaient, ils ont trouvé des excroissances d’un autre matériau à base de carbone, le graphène, imbriquées dans le diamant.

Ces excroissances sont connues sous le nom de diaphites, et à l’intérieur de la météorite, elles se forment selon un modèle en couches particulièrement intrigant. Entre ces couches se trouvent des “défauts d’empilement”, ce qui signifie que les couches ne sont pas parfaitement alignées, ont déclaré les chercheurs dans un communiqué.

La découverte de diaphites dans la lonsdaleite météoritique suggère que ce matériau peut être trouvé dans d’autres matières carbonées, ont écrit les scientifiques dans l’étude, ce qui signifie qu’il pourrait être facilement disponible pour être utilisé comme ressource. Cette découverte donne également aux chercheurs une meilleure idée des pressions et des températures nécessaires à la création de la structure.

Le graphène est constitué d’une feuille de carbone d’un atome d’épaisseur, disposée en hexagones. Bien que la recherche sur ce matériau soit toujours en cours, il a de nombreuses applications potentielles.

Parce qu’il est à la fois aussi léger qu’une plume et aussi solide qu’un diamant, qu’il est à la fois transparent et hautement conducteur et qu’il est 1 million de fois plus fin qu’un cheveu humain, il pourrait un jour être utilisé pour des médicaments plus ciblés, des appareils électroniques plus petits avec des vitesses de charge rapides comme l’éclair ou des technologies plus rapides et plus souples, selon les chercheurs.

Maintenant que les chercheurs ont découvert ces excroissances de graphène à l’intérieur des météorites, il est possible d’en savoir plus sur leur formation – et donc sur la façon de les fabriquer en laboratoire.

“Grâce à la croissance contrôlée des structures en couches, il devrait être possible de concevoir des matériaux à la fois ultra-durs et ductiles, dont les propriétés électroniques peuvent être ajustées d’un conducteur à un isolant”, a déclaré Christoph Salzmann, chimiste à l’University College London et co-auteur d’un article décrivant la recherche.

Ces nouvelles structures étranges ont été décrites le 22 juillet dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

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