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As temperaturas e pressões extremas produzidas quando uma rocha espacial atinge a Terra podem criar materiais distintos, como o quartzo chocado usado para identificar os restos de tais eventos. O Canyon Diablo, no Arizona, contém diamantes com estruturas incomuns, mas os cientistas têm interpretado mal o que os torna especiais.

Processos muito diferentes podem levar aos mesmos minerais. Embora os diamantes possam ser produzidos por várias forças terrestres, eles também podem ser produzidos a partir da onda de choque quando um asteróide colide com a Terra com apenas uma pequena porção de sua energia dissipada na atmosfera.

No entanto, quando os cientistas usaram técnicas avançadas de imagem para observar os diamantes do meteorito Canyon Diablo, eles descobriram que não eram pedras preciosas comuns. O meteorito Canyon Diablo caiu há cerca de 50.000 anos, criando a Meteor Crater – uma das crateras de impacto mais intactas do mundo.

Em um estudo de 2022, os pesquisadores relataram que essas pedras compartilham a dureza proverbial dos diamantes, mas também são extraordinariamente maleáveis. Além disso, eles possuem propriedades eletrônicas que podem ser ajustadas, tornando-os potencialmente úteis para a eletrônica.

Os diamantes usados ​​em joias são formados por átomos de carbono em formato cúbico com cada átomo unido a outros quatro, ocasionalmente interrompidos por impurezas de outros elementos que podem dar um toque de cor.

Lonsdaleite é uma forma rara de carbono encontrada pela primeira vez em 1967 no meteorito Canyon Diablo e anteriormente considerada composta de átomos em uma rede hexagonal. Isso foi adicionado à lista de alótropos de carbono (maneiras como o elemento notavelmente versátil pode se organizar) junto com grafite, grafeno de carbono amorfo e grafeno.

No entanto, ao examinar lonsdaleite usando espectroscopia e cristalografia Raman, o Dr. Péter Németh, do Instituto de Pesquisa Geológica e Geoquímica, e os coautores do estudo descobriram algo muito mais interessante acontecendo. Descobriu-se que a lonsdaleita na verdade envolve diamantes cúbicos tradicionais e domínios semelhantes ao grafeno que cresceram juntos no que é conhecido como diafitos. O cristal também contém vários erros onde os átomos estão mal colocados.

Nos últimos anos, duas equipes descreveram independentemente métodos para produzir lonsdaleita em laboratório. Aparentemente, fazer a pedra mais dura conhecida pela humanidade é a ideia de algumas pessoas de uma atividade pandêmica; no entanto, parece que eles podem ter feito o lonsdaleite hexagonal que imaginaram, não o que é encontrado no Canyon Diablo e outros meteoritos.

“Através do reconhecimento dos vários tipos de intercrescimento entre as estruturas de grafeno e diamante, podemos nos aproximar da compreensão das condições de pressão e temperatura que ocorrem durante os impactos de asteróides”, disse Németh em um comunicado.

Onde o diamante e o grafeno se encontram, coisas inesperadas acontecem no espaçamento das camadas, o que explica as observações espectroscópicas anteriores de lonsdaleite.

As quantidades disponíveis de lonsdaleita são muito pequenas para testar algumas de suas propriedades. No entanto, a modelagem sugere que a formação hexagonal deve ser 58% mais dura que os diamantes comuns. Quão duros os diáfitos podem ser, ainda não se sabe.

Os autores disseram que as lições aprendidas em lonsdaleite podem ser aplicadas a outros materiais ricos em carbono que contêm quantidades significativas de outros elementos colocados sob extrema pressão.

O professor co-autor Christoph Salzmann, da University College London, explicou que esses cristais têm várias aplicações potenciais: "Através do crescimento controlado da camada de estruturas, deve ser possível projetar materiais que sejam ultraduros e também dúcteis, bem como têm propriedades eletrônicas ajustáveis ​​de um condutor para um isolante", disse ele. Salzman acredita que eles podem ter "aplicações que vão desde abrasivos e eletrônicos até nanomedicina e tecnologia a laser".

O nome lonsdaleite homenageia a pioneira cristalógrafa e ativista Dame Kathleen Lonsdale, que provou o achatamento do anel hexagonal de benzeno.

Uma versão anterior deste artigo foi publicada em julho de 2022.