Pesquisadores australianos desenvolveram um modelo para resolver a origem do nanodiamonds meteóricas, um enigma de longa data cosmológica. Seu trabalho também pode ter um impacto sobre um processo importante aqui no planeta Terra: a síntese de diamante artificial.
Até recentemente, investigando o início da vida do universo só foi possível através de espectroscopia. Ao observar a radiação antigo do espaço, os astrônomos podem efetivamente olhar para trás na história. Isso mudou no final de 1980 quando nanodiamonds (pequenas partículas de diamante com menos de 2nm em tamanho) obtidos a partir de meteoritos foram encontrados para conter incomuns isótopos de gases nobres que indicavam suas origens estão fora do nosso sistema solar.
"Estas amostras foram realmente importante, porque essa era a primeira vez que poderia dizer" Isso realmente veio de fora do nosso sistema solar ", diz Rhonda Stroud, que estuda nanodiamonds meteóricas no Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA em Washington.
No entanto, desde que descoberta, nanodiamonds ter sido mais confusão do que revelar, com provas aparentemente conflitantes em relação à sua idade e tentativas frustrantes de origem para desenvolver um modelo realista para nanodiamond formação que se encaixa em todos os dados. Agora, Nigel marcas em Curtin University em Perth, Austrália, e seus colegas propuseram um novo modelo de nanodiamond formação, que eles acreditam que oferece mais simples a solução, a mais óbvia.
À medida que as cebolas colidir com a superfície, se transformam em diamante
© Phys. Rev Lett.
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O modelo de marcas baseia-se na colisão de 'cebolas' de carbono - camadas concêntricas de moléculas de fulereno que poderiam ocorrer naturalmente no espaço. "Cebolas carbono são absolutamente todos os lugares", diz Marks, "sempre que tiver quente vapor de carbono, que esfria e espontânea forma essas estruturas cebola concêntricos. O telescópio Spitzer mostrou o espaço é cheio de fulerenos e eu ser maciçamente surpreso se ele não estava cheia de cebolas também. De facto, as cebolas são mais fácil de formar. ' E como se formam, as cebolas encapsular outras espécies, fornecendo uma "explicação elegante para a forma como os isótopos pego dentro '. Quando estas cebolas então colidem com a matéria uns aos outros, ou outros, a uma velocidade direita, a força do impacto provoca uma transição de fase para o diamante.
Marcas tropeçou em sua descoberta durante a realização de simulações de computador para investigar anomalias estruturais em um revestimento de carbono fina. "Corremos muitos, muitas simulações", diz Marks e em um punhado de casos verificou-se que o diamante foi formado. Percebemos esse enigma grande existia em astrofísica e quando olhamos para as condições em nossas simulações, eles eram exatamente aquelas que você encontra no espaço. " Marcas sugere que as condições vulgares iria permitir a formação nanodiamond antes e durante a formação do nosso sistema solar, a resolução de confusão em relação evidência para a idade de nanodiamonds.
Rhonda Stroud diz que modelo de Marks é realmente convincente, mas pode não ser a única explicação. "Eu suspeito que haverá múltiplas origens, populações múltiplas de nanodiamantes e uma vez que podemos medi-los individualmente, seremos capazes de distinguir os diamantes de diferentes origens". Stroud observa ainda que de forma inequívoca identificar a idade e origem dos nanodiamantes específicos será necessária poderosas técnicas analíticas que estão apenas se tornando disponíveis.
"O processo de transformação choque de cebolas de carbono em nanodiamond é bastante realista", confirma Sasha Verchovsky na Open University, Reino Unido, que também trabalha em cálculos de fenômenos nanodiamond. "Será interessante fazer isso experimentalmente para produzir nanodiamantes de cebolas de carbono."
Por marcas, a verificação experimental de seu modelo e suas implicações para a ciência dos materiais são o aspecto mais interessante de seu trabalho. "Queremos agora criar um aparelho que contém apenas cebolas carbono e depois controlar suas colisões com superfícies", diz ele. "Isso vai ser a peça assassino de provas ... nós vamos ser capazes de fazer coisas que você normalmente não pode fazer com carbono ... e se ele funciona, vamos ter uma nova forma de fazer diamantes. "
Philip Robinson
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