一群科学家对这些超硬钻石感到非常兴奋。毕竟，他们认为他们已经发现了大约45亿年前在一颗已形成的矮行星上形成的证据，而由此得出的研究确实有可能非常有用。科学家们知道朗斯代莱特已经很多年了。它于年首次在一块叫做峡谷暗黑破坏神的陨石中被发现，该陨石是在亚利桑那州北部沙漠的一个陨石坑中发现的。它以英国晶体学家凯瑟琳·朗斯代尔夫人的名字命名，她是年被选为皇家学会会员的两位女性之一，很快就被确定为一种硬得多的钻石。
然而，研究人员并不确定这是在强烈压力下形成的普通钻石的缺陷，还是真的存在于自然界中。一群来自莫纳什大学和RMIT大学的澳大利亚科学家正是怀着如此神秘的想法开始工作的。他们开始研究18个含钻石的陨石样本，这些样本大多来自西非，其中一个来自澳大利亚。特别是，他们正在寻找碳原子排列成三维六边形结构的迹象——这正是朗斯代雷石的构成规则——并非金刚石的立方原子结构。它还使朗斯代雷石与拥有二维六角形结构的石墨不同。石墨、钻石和龙代石都是由碳制成的。他们只是有一个不同的晶体结构，”墨尔本莫纳什大学的团队领导和地质学家安迪·汤姆金斯教授肯定道。
金刚石为立方结构，石墨由平六角形片组成，朗斯代莱石具有三维六角形结构。让科学家们非常高兴的是，他们找到了他们想要的东西，这使他们取得了巨大的突破。这项研究的关键是发现朗斯代雷石的地方。澳大利亚研究人员正在研究的陨石属于一种罕见的太空岩石，叫做橄榄石——之所以被称为这种陨石，是因为它是年在俄罗斯摩尔多维亚共和国的诺维乌里村首次发现的。长期以来，尿素石富含碳，表现为石墨和金刚石的形式。汤姆金斯说，事实上，尿石陨石中比任何已知岩石含有的钻石都要丰富，但发现朗斯代雷石也为后者的形成提供了有力的线索。
为了发现和分析
，科学家们利用了先进的电子显微镜技术。他们能够从陨石来观察它们的晶体结构，使他们能够绘制出朗斯代雷石、石墨和金刚石的相对分布，并看到这些岩石是如何形成的。
石墨和钻石，看看这些岩石是如何形成的。“当我最初用光学显微镜发现朗斯代雷石时，我以为它是一个普通的立方钻石，”汤姆金斯说。他在给陨石分类时，注意到太空岩石中有一颗奇怪的钻石。“但是，虽然样品中也有相当多的立方金刚石，通过使用电子微探针的阴极发光成像，我们首先得到了它可能是朗斯代雷石的暗示。”然后，我们用透射电子显微镜确认了朗斯代莱石的六方晶体结构。”
这被证明是至关重要的。到目前为止，朗斯代雷石只在陨石坑中被发现，这种排他性意味着朗斯代雷石已经成为古代小行星对地球撞击的一个指标。正如亚利桑那州立大学在年指出的那样，纯朗斯代雷石——无论多么小——从未被发现或合成，人们认为冲击或压力导致了规则立方形钻石的晶体结构缺陷。
然而，汤姆金斯和更广泛的研究团队所进行的工作已经颠覆了这种思维，指向了一种不同的朗斯代莱石的形成过程完全是这样的。汤姆金斯解释说：“人们认识到，从石墨到金刚石再到石墨的矿物形成过程，这让我们对这些矿物是如何形成的有了一个独特的见解。”““在几个例子中，我们看到一条钻石矿脉穿过朗斯代莱特，这是相当独特的，可能需要在形成过程中加入流体或气体。”换句话说，研究人员不仅在撞击坑内发现了朗斯代雷石，他们还提供了一些关于它是如何形成的和来源的线索。
首先，我们可以排除地球作为一个起源。“这些样本是陨石，所以朗斯代雷石和钻石不可能在地球上形成，”汤姆金斯肯定道。许多科学家也接受尿液陨石中含有来自矮行星地幔的物质。汤姆金斯说：“这个理论基本上已经被其他人发现了。”“许多其他科学家已经证实，尿石陨石来自一颗大型小行星的地幔；有一个问题是它有多大，事实证明难以解决。”
因此，汤姆金斯和该团队的其他研究人员相信，他们正在研究的岩石是在一颗矮行星的地幔中形成的，而且远在它们最终通过陨石被运送到地球之前。在太阳系早期形成时，当一颗小行星相撞时，它们似乎可以追溯到大约45亿年前。这是如此巨大，摧毁了这颗矮行星。但问题是：根据研究人员的说法，朗斯代雷石似乎不是由普通立方钻石缺陷造成的，就像地球上产生的那样。相反，似乎有一个化学反应，当小行星被破坏时，随着压力的降低，一种超临界流体将预先存在的石墨变成了朗斯代莱石。
事实上，正如汤姆金斯的研究员、RMIT的道格尔·麦卡洛克所说，在太空岩石中很可能存在一个“超临界化学气相沉积过程”。他解释道：“化学气相沉积是人们在实验室里制造钻石的方式之一，主要是通过在一个专门的房间里生长钻石。”一旦压力降低，有了环境冷却，金刚石部分取代了部分朗斯代雷石。汤姆金斯说：“我们认为石墨晶体是在尿素母小行星生长并部分熔化的过程中形成的。”“这个早期阶段是小行星分化为核心、地幔和地壳——地幔中的晶体生长使石墨晶体变形，形成折叠的薄片。然后与另一颗小行星发生了灾难性的碰撞，摧毁了大部分尿素矿的母小行星。这导致了碰撞后，在碎片内部和剩余的地幔内的减压。这种减压促进了流体和气体的释放，然后与岩石发生反应，形成了朗斯代雷石形成的理想流体-气体化学物质。朗斯代雷石取代了折叠的石墨薄片，几乎保留了它们的形状。
这些发现证实了朗斯代雷石的存在。不止如此，这项研究——已发表在《美国国家科学院院刊》也涉及科学家来自联邦科学和工业研究组织，澳大利亚同步加速器和英国普利茅斯大学——证明龙存在于自然界作为自己的材料。这也让科学家们离能够复制这个过程并在实验室中创造出朗斯代雷石又近了一步，就像他们可以用钻石一样。
由于朗斯代雷石的强度令人难以置信——朗斯代雷石的三维六角形晶格被认为比钻石硬58%——这是一件大事。毕竟，钻石不仅仅是放在戒指或其他形式的珠宝中的漂亮物品。钻石也被应用于多个行业。你可以在能够切割道路的锯子上发现它们，在唱片机的针尖上，甚至在医学上——纳米钻石可以帮助我们更好地理解癌症是如何在细胞中发展的。这里我们有其中最好的钻石。虽然我们不知道什么时候朗斯代雷石会有多闪亮或多鲜艳。
它可以用于更先进的锯片，甚至在切割常规钻石的过程中。现在这一发现已经完成，人们肯定会开始努力开发新的制造技术，其结果可能是革命性的。有可能，有一天，你可以在手指上戴朗斯代雷石戒指。这将是非常耐用的，这是肯定的。“这项研究之所以很重要，是因为它提高了我们对已知最硬矿物形态的理解，”汤姆金斯说。“如果我们能复制朗斯代雷石成形过程，我们就能制造出不同形状的、超硬的微型机器部件。如果我们或其他人能开发这项技术，就会有很多应用。”
然而，这样的一步还有一段路要走。这将涉及到精确地重建朗斯代雷石形成所需的条件，这将意味着获得正确的化学混合物，以及正确的压力和高温。还有一个小问题——谁知道开始为工业复制朗斯代雷石会有多昂贵，尽管它在某些方面可能被证明是具有成本效益的。
但这仍然是令人鼓舞的。在最新的研究中发现的最新晶体是有史以来发现的最大的，虽然他们比人类的头发给他们只有一微米的大小，这项研究仍然很重要，特别是考虑到近年来努力使水晶变成钻石。事实证明，太空送来了一份很棒的礼物，科学家们似乎对此非常感激。如果钻石是一个女孩最好的朋友，那么朗斯代雷石很可能是一个科学家的终身伴侣。
本文来自于大卫克鲁克斯
科技记者大卫多年来一直在报道空间、科学和技术，为许多书籍做出了贡献，也是BBC广播5台直播的制作人。
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