Lonsdaleit

A lonsdaleit, amelyet a kristályszerkezete alapján hexagonális gyémántnak is neveznek, egy ritka, de természetes körülmények között is előforduló szénmódosulat. Ez a világon az egyik legkeményebb ismert anyag, elméleti keménysége lényegesen magasabb a gyémántnál is.^[1] Nevét Kathleen Lonsdale tiszteletére kapta.

Lonsdaleit
Általános adatok
Kémiai név	szén
Képlet	C
Kristályrendszer	hexagonális
Azonosítás
Szín	szürkés, töredékeiben sárgás vagy barnás
Fény	gyémántfényű
Átlátszóság	átlátszó, áttetsző, de zavaros és átlátszatlan is lehet
Keménység	7-8 (a vizsgált, nem tiszta mintákban)
Sűrűség	3,2 g/cm³
Különleges tulajdonság	Elméleti keménysége jóval meghaladja a gyémánt keménységét
A Wikimédia Commons tartalmaz Lonsdaleit témájú médiaállományokat.

Létrejötte, előállítása

Természetes körülmények között akkor jön létre, amikor grafitot tartalmazó meteorit ütközik a Földnek. Ilyenkor a nagy hő hatására a grafit gyémántszerű szerkezetűvé alakul át, de úgy, hogy megőrzi a rá jellemző hatszögletű kristályrácsot is. A természetben először 1967-ben azonosították a Canyon Diablo meteorit becsapódásának helyszínén, ahol a gyémánthoz kapcsolódó mikroszkopikus kristályok formájában fordul elő.^[2][3]

A lonsdaleit mikroszkopikus kristályokként fordul elő többféle meteorit anyagában és egyes üledékekben. Felbukkanása bizonyos helyi tőzeglerakódásokban azt valószínűsíti, hogy a tunguszkai eseményt ugyancsak egy meteorit idézte elő, nem pedig egy üstökös töredékének becsapódása.^[4][5]

Laboratóriumi szintéziséről az első tudományos publikáció szintén 1967-ben született meg,^[6] mely szerint grafit statikus sajtolásával, illetve a robbanóanyagok használatával történő tömörítésével és hevítésével is sikerült előállítani.^[7]

Tulajdonságai

Megjelenését illetően átlátszó, barnássárga színű anyag, törésmutatója 2,40-2,41, elméleti keménysége a számítógépes szimulációk szerint lényegesen (akár 58%-kal) meghaladja a gyémánt keménységét, de a természetes minták ennél alacsonyabb keménységet mutattak, viszonylag széles értékhatárok között (7-8 a Mohs-féle keménységi skálán). Ez utóbbi jelenség oka a feltételezések szerint az, hogy a vizsgált mintákban rácshálózati hibák és szennyeződések voltak.^[8] Egyesek megkérdőjelezik, hogy tekinthető-e a lonsdaleit egyáltalán különálló anyagnak, mivel a kristálytani vizsgálat alatt álló mintákban nem sikerült kimutatni egyöntetű hexagonális rácsszerkezetet, inkább a köbös gyémántszerkezet dominált, melyet hatszögletű szekvenciákat tartalmazó szerkezeti hibák tarkítottak.^[9]

A lonsdaleit röntgendiffrakciós adatai kvantitatív elemzésével kimutatták, hogy körülbelül egyenlő mennyiségben vannak jelen benne hexagonális és köbös szekvenciák. Következésképpen egyesek azt vetették fel, hogy a lonsdaleite legpontosabb szerkezeti leírása rendezetlen szerkezetű gyémánt lenne.^[10][11] Másrészt, a közelmúltbeli in situ röntgendiffrakciós sokk-kísérletek erős bizonyítékot szolgáltatnak a viszonylag tiszta lonsdaleit keletkezésére olyan dinamikus, nagynyomású környezetekben, mint például a meteorit-becsapódások.^[12]

Szimulációk szerint a lonsdaleit 58%-kal keményebb, mint a gyémánt és ellenáll akár 152 GPa nyomásnak is, míg a gyémánt már 97 GPa-nál eltörik.^[13]