Lonsdaleite

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Lonsdaleite
Lonsdaleite structure.PNG
Struttura molecolare della lonsdaleite
Classificazione Strunz (ed. 10)1.CB.10.b
Formula chimicaC[1]
Proprietà cristallografiche
Gruppo cristallinodimetrico
Sistema cristallinoesagonale[1]
Classe di simmetriadiesagonale-dipiramidale
Parametri di cellaa=2,51, c=4,12[1]
Gruppo spazialeP 63/mmc[2]
Proprietà fisiche
Densità3,2[2] g/cm³
Durezza (Mohs)7-8[2]
Colorebruno-giallastro pallido[1]
Lucentezzaadamantina
Opacitàtrasparente[1]
DiffusioneMolto raro
Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale

La lonsdaleite è un minerale allotropo del carbonio.

È chiamato anche "diamante esagonale" per la sua composizione e per la struttura esagonale del suo reticolo cristallino.

Prende il nome dalla mineralogista irlandese (naturalizzata inglese) Kathleen Lonsdale (1903 - 1971).

Morfologia[modifica | modifica wikitesto]

La lonsdaleite è stata scoperta sotto forma di cubi, cubo-ottaedri di circa 0,7 mm ricoperti di grafite.[1] Gli atomi di carbonio sono disposti nella lonsdaleite in una struttura esagonale, simile a quella della grafite, minerale dal quale deriva.

Origine e giacitura[modifica | modifica wikitesto]

La lonsdaleite si origina dall'impatto sulla Terra di meteoriti contenenti grafite, e pertanto in natura è stata trovata in luoghi dove sono avvenuti questi impatti. La grafite contenuta nel meteorite, a causa dell'altissima pressione e temperatura, si trasforma in diamante, ma conserva la struttura esagonale della grafite. Fu scoperta per la prima volta nel 1967 nel Meteor Crater in Arizona.[3][4][5] In seguito è stata trovata anche in altri siti sede di impatti meteorici, come il sito di Tunguska in Russia e il cratere di Nördlingen in Germania.[6]

Si può produrre anche in laboratorio tramite compressione e riscaldamento di grafite, utilizzando presse o detonazioni con pressioni da 50 a oltre 170 gigapascal[7][8], ed è stata ottenuta con la tecnica di deposizione chimica da vapore.[9]

Nel 2011 è stata proposta anche la possibilità di formazione di lonsdaleite all'interno di rocce metamorfiche e metasomatiche.[10] A partire dal 2014 la classificazione della lonsdaleite come materiale distinto dal diamante è stata messa in discussione, ed è stato proposto che una accurata definizione della sua struttura potrebbe essere "diamante a impilamento disordinato".[11][12][13][14] Successivi esperimenti hanno evidenziato la formazione di lonsdaleite relativamente pura in condizioni di alta pressione dinamica come quelle degli impatti di meteoriti.[15][16]

Il 16 giugno 2019 la trasmissione televisiva Report annuncia che tracce di diamante esagonale sarebbero state trovate nell'inchiostro del papiro di Artemidoro in seguito ad analisi spettroscopiche eseguite presso l'Istituto Centrale per la Patologia del Libro del Ministero per i beni e le attività culturali e per il turismo. Nel corso della trasmissione il diamante esagonale viene descritto dalla giornalista Giulia Presutti e dalla restauratrice Cecilia Hausmann come "elemento che in natura si trova solo nelle rocce meteoriche, in Sri Lanka o in Canada" e "un prodotto industriale che nasce più o meno nell’Ottocento"[17]. Tuttavia queste affermazioni non corrispondono alle caratteristiche note del diamante esagonale: Sri Lanka e Canada non sono zone privilegiate di reperimento della lonsdaleite, che, sempre in quantità minime in forma di cristalli microscopici, si potrebbe trovare ovunque si sia verificato un impatto di meteoriti (Sri Lanka e Canada sono semmai tra i paesi noti per avere grandi giacimenti di grafite, insieme a Russia, Messico e altri), e la lonsdaleite non è documentata come prodotto di procedimenti industriali del XIX secolo; infatti, come detto, è stata identificata la prima volta dagli scienziati solo negli anni sessanta del Novecento analizzando le rocce del Meteor Crater in Arizona, e, come per il diamante sintetico, le tecniche che permettono di produrla artificialmente sono state sviluppate nel corso del XX secolo.[3][7][9][18] I risultati delle nuove analisi spettroscopiche sul papiro annunciati dalla trasmissione televisiva non sono ancora stati pubblicati e messi a disposizione della comunità scientifica.

Lonsdaleite superdura[modifica | modifica wikitesto]

Scienziati dell'University of Nevada e dell'Università Jiao Tong di Shanghai hanno annunciato nel febbraio 2009 la scoperta della lonsdaleite superdura. Applicando per indentatura un carico molto elevato si è visto che la lonsdaleite reagisce aumentando la sua resistenza alla compressione in modo permanente.

Il materiale così ottenuto raggiunge una resistenza di 152 GPa (GigaPascal), superiore del 58% a quella del diamante, che nelle stesse condizioni è di 97 GPa[19].

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c d e f (EN) Michael Fleischer, New mineral names (PDF), in American Mineralogist, vol. 52, 1967, pp. 1579-1589. URL consultato il 19 novembre 2012.
  2. ^ a b c Lonsdaleite mineral information and data, su mindat.org. URL consultato il 19 novembre 2012.
  3. ^ a b C. Frondel, Lonsdaleite, a Hexagonal Polymorph of Diamond, in Nature, vol. 214, n. 5088, 1967, pp. 587–589, DOI:10.1038/214587a0.
  4. ^ F. P. Bundy e J. S. Kasper, Hexagonal Diamond—A New Form of Carbon, in The Journal of Chemical Physics, vol. 46, n. 9, 1º maggio 1967, pp. 3437–3446, DOI:10.1063/1.1841236. URL consultato il 19 luglio 2020.
  5. ^ M. Fleischer, New Mineral Names, in: American Mineralogist 52 (1967), pp. 1579–1589 (PDF 781,3 kB)
  6. ^ http://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/lonsdaleite.pdf
  7. ^ a b He, Hongliang, Direct transformation of cubic diamond to hexagonal diamond, in Applied Physics Letters, vol. 81, n. 4, 2002, p. 610, DOI:10.1063/1.1495078.
  8. ^ Stefan J. Turneaure, Surinder M. Sharma e Travis J. Volz, Transformation of shock-compressed graphite to hexagonal diamond in nanoseconds, in Science Advances, vol. 3, n. 10, 27 ottobre 2017, DOI:10.1126/sciadv.aao3561. URL consultato il 15 luglio 2020.
  9. ^ a b Bhargava, Sanjay, Diamond polytypes in the chemical vapor deposited diamond films, in Applied Physics Letters, vol. 67, n. 12, 1995, p. 1706, DOI:10.1063/1.115023.
  10. ^ (EN) T. G. Shumilova, E. Mayer e S. I. Isaenko, Natural monocrystalline lonsdaleite, in Doklady Earth Sciences, vol. 441, n. 1, 1º novembre 2011, pp. 1552–1554, DOI:10.1134/S1028334X11110201. URL consultato il 12 luglio 2020.
  11. ^ Nemeth, P., Lonsdaleite is faulted and twinned cubic diamond and does not exist as a discrete material, in Nature Communications, vol. 5, 2014, p. 5447, DOI:10.1038/ncomms6447.
  12. ^ Salzmann, C.G., Extent of Stacking Disorder in Diamond, in Diamond and Related Materials, vol. 59, 2015, pp. 69–72, DOI:10.1016/j.diamond.2015.09.007.
  13. ^ R.M. Hazen, An evolutionary system of mineralogy: Proposal for a classification of planetary materials based on natural kind clustering, in American Mineralogist, 2019; 104: 810-816 DOI: 10.2138/am-2019-6709
  14. ^ Davide Coero Borga, Il diamante disordinato dei crateri, su MEDIA INAF, 25 novembre 2014. URL consultato il 12 luglio 2020.
  15. ^ Kraus, D., Nanosecond formation of diamond and lonsdaleite by shock compression of graphite, in Nature Communications, vol. 7, 2016, p. 10970, DOI:10.1038/ncomms10970.
  16. ^ (EN) Stefan J. Turneaure, Transformation of shock-compressed graphite to hexagonal diamond in nanoseconds, in Science Advances, vol. 3, n. 10, 1º ottobre 2017, pp. eaao3561, DOI:10.1126/sciadv.aao3561.
  17. ^ Video del servizio [1] nel sito RaiPlay e trascrizione ufficiale in pdf: [2] archiviata nel sito Rai.
  18. ^ Articolo divulgativo sulla lonsdaleite nel Notiziario online dell'Istituto nazionale di astrofisica (INAF) (16/03/2016)
  19. ^ Scoperta della lonsdaleite superdura (2009)

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