중국, 초경량 '운석 다이아몬드' 개발

중국 과학자들은 실험실에서 찾기 힘든 '운석 다이아몬드'를 재현했다고 주장하며, 이 물질의 존재에 대한 60년간의 논쟁을 종식시켰습니다.

모든 다이아몬드는 탄소 원자를 포함하고 있지만, 익숙한 입방 구조에만 국한되지는 않습니다. 전 세계 연구진은 특징적인 원자 적층 구조를 가진 육각형 배열 변형을 재현하기 위해 수년간 노력해 왔습니다. - 사진: AI

일반적으로 다이아몬드는 탄소 원자가 입방체 모양으로 배열되어 형성됩니다. 마치 레고 블록을 정사각형으로 쌓은 것과 같으며, 지하 약 150km 깊이에서 온도가 섭씨 1,000도가 넘고 압력이 매우 높습니다.

하지만 론스데일라이트라고도 불리는 육각형 다이아몬드는 엄청난 열과 압력 하에서 운석이 지구에 충돌하면서 형성된 것으로 여겨진다.

이 구조로 인해 다이아몬드는 일반 다이아몬드보다 약 60% 더 단단합니다. 첫 번째 샘플은 약 5만 년 전 애리조나에 떨어진 캐니언 디아블로 운석에서 발견되었습니다. 과학자들은 론스데일라이트가 실제로 순수한 형태로 존재하는지, 아니면 입방정계 다이아몬드와 흑연의 혼합물인지에 대해 오랫동안 논쟁을 벌여 왔습니다.

이전에 실험실에서 이런 종류의 다이아몬드를 재생성하려는 시도는 모두 실패했거나 순수하지 못한 결과물만 만들어냈습니다.

중국과학원 산하 고압과학기술연구센터와 시안광학정밀기계연구소의 전문가를 포함한 새로운 연구팀은 약 100마이크로미터 너비(인간 머리카락 두께에 해당)의 순수한 육각형 다이아몬드 결정을 만드는 데 성공했습니다.

최초의 육각형 다이아몬드는 5만 년 전 애리조나에 떨어진 캐니언 디아블로 운석에서 1967년 발견되었습니다. 이 운석은 지구와의 충돌로 인한 극심한 열과 압력으로 흑연에서 형성된 것으로 추정됩니다. - 사진: Ai

네이처 에 게재된 논문에서 과학자 팀은 불순물을 최소화하기 위해 초고순도 단결정 흑연을 사용한 다음 "거의 등방성" 조건에서 높은 압력과 온도를 적용했다고 밝혔습니다. 즉, 압력이 모든 방향에서 균일하다는 뜻입니다.

이 과정에서 과학자들은 현장 X선을 사용하여 실시간으로 구조적 변화를 관찰하고, 이를 통해 육각형 다이아몬드 형성에 유리한 조건을 조정했습니다.

이번 성공은 육각형 다이아몬드가 안정적이고 독특한 구조로 존재한다는 것을 직접적으로, 확실하게 증명한 최초의 사례로 여겨지며, "초경도"의 정의를 기존 다이아몬드를 훨씬 넘어 확장했습니다.

뛰어난 경도와 내열성 덕분에 합성 육각형 다이아몬드는 절삭 공구, 내마모성 코팅, 심지어 열을 잘 전달하고 혹독한 환경을 견딜 수 있는 소재가 필요한 고급 전자 제품 생산에 사용될 수 있습니다.

중국과학원 호광마오 교수는 "이 합성 육각형 다이아몬드는 초경 소재와 첨단 전자 장치 개발에 새로운 방향을 열어줄 것으로 기대된다"고 말했다.

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민하이

출처: https://tuoitre.vn/trung-quoc-tao-ra-kim-cuong-thien-thach-sieu-cung-20250811162700281.htm