Härter als Diamant

Nachgewiesen: Übergang von festem Kohlenstoff in die flüssige Form sowie Übergang von Graphit in Lonsdaleit.

Als vor 50.000 Jahren ein 300.000 t schwerer Eisen-Meteorit mit einem Durchmesser von 45 Metern und mit einer Geschwindigkeit von 55.000–110.000 km/h im nordamerikanischen Coloradoplateau einschlug, wurde das Bodenmaterial aufgeschmolzen und verdampft, so dass neue Mineralien gebildet wurden, unter anderem Diamanten und Lonsdaleiten. Lonsdaleit wurde erstmalig 1967 in den Einschlagspuren dieses Barringer-Kraters gefunden und stellt eine hexagonale Form des Diamanten dar. Der Druck der zur Erzeugung nötig war, übertraf zwei Millionen Atmosphären. Aufgrund des bisherigen Unvermögens, derartige Drücke im Labor anzuwenden und entsprechend Lonsdaleit im Labor herzustellen, wurden immer wieder Zweifel an der Existenz dieser Form von Kohlenstoff geäußert, der härter als normaler Diamant sein soll. Einer internationalen Gruppe von Forschern unter Beteiligung von Darmstädter Physikern ist es nun gelungen, nicht nur den Übergang von Kohlenstoff von seiner festen in die flüssige Form nachzuweisen, sondern auch den Übergang von Graphit in Lonsdaleit.In den aktuellen Experimenten haben die Forscher zwei Hochenergielaser und den freien Elektronenlaser an der Linear Coherent Light Source (LCLS) in Stanford, Kalifornien, dazu benutzt, den Phasenübergang von Graphit zu Lonsdaleit und in die flüssige Form des Diamanten nachzuweisen. Zwei Laser komprimierten die Probe bis auf über zwei Millionen Bar Druck und auf die Dichte von Diamant, während der Röntgenlaserstrahl die Struktur der Probe zeitgleich untersuchte. Durch die hohe Zeitauflösung konnte der Übergang, der nur milliardstel-Sekunden andauert, erstmals nachgewiesen werden.

Bild: Nathan Taylor / CC BY-NC-SA 2.0 – Herstellung von Lonsdaleit, härter als Diamant

4.4.16
AK

Menü