Cosa c’è di più duro del diamante? La risposta nei resti dei meteoriti caduti sulla Terra
Se qualcuno ci chiedesse qual è il materiale più duro sulla Terra, probabilmente tutti risponderemmo, senza particolari esitazioni, il diamante.
Eppure, esiste un minerale ancora più duro, chiamato lonsdaleite e noto anche con il nome di “diamante esagonale” per la struttura del suo reticolo cristallino che, invece di avere gli atomi di carbonio disposti in modo tetraedrico, come i diamanti che conosciamo, presenta una struttura appunto esagonale, simile a quella della grafite, il minerale da cui deriva. La lonsdaleite si origina infatti dall’impatto sulla Terra di asteroidi contenenti grafite e pertanto, in natura, si trova principalmente nei resti dei meteoriti, dove è presente in cristalli microscopici associati a diamanti ordinari.
Cos’è la lonsdaleite, il minerale più duro del diamante
La scoperta della lonsdaleite risale al 1967, quando questo minerale venne trovato per la prima volta nel Meteor Crater in Arizona, un cratere meteoritico generato 49.000 anni fa dall’impatto di un asteroide di circa 46 metri. Successivamente, la lonsdaleite è stata trovata in altri siti di impatti meteorici, come il sito di Tunguska in Russia e il cratere di Nördlingen in Germania, ed è stata anche identificata in un campione di roccia, chiamato Hypatia, scoperto nel 1996 nel deserto dell’Egitto meridionale.
Come i diamanti ordinari, che in natura si formano in condizioni di alta pressione e temperatura che si verificano nelle profondità della Terra, anche la lonsdaleite si origina in presenza di condizioni analoghe, ma dovute all’impatto di asteroidi contenenti grafite: l’immenso calore e lo stress dell’impatto trasformano la grafite in questo particolare tipo diamante, che conserva il reticolo cristallino esagonale della grafite.
Le diverse fasi della sua formazione, suggerite in un recente articolo pubblicato su PNAS, sono state simulate anche in laboratorio mediante condizioni di alta pressione e riscaldamento della grafite, utilizzando delle particolari presse o detonazioni con pressioni da 50 a oltre 170 gigapascal.
Nel 2021, l’Institute for Shock Physics della Washington State University ha pubblicato un documento in cui affermava di aver creato cristalli di lonsdaleite abbastanza grandi da effettuare una serie di misurazioni, confermando che sono più rigidi dei comuni diamanti cubici. Tuttavia, l’esplosione utilizzata per creare questi cristalli li ha distrutti nel giro di qualche nanosecondo, fornendo appena il tempo di effettuare le rilevazioni.
Le stime indicano che la durezza della lonsdaleite ottenuta in laboratorio sia superiore a quella del diamante ordinario (fino al 58% in più), anche se i campioni naturali hanno mostrato una durezza leggermente inferiore, probabilmente a causa di impurità e difetti reticolari. Secondo gli studiosi, la continua sperimentazione sulla struttura del minerale potrebbe portare, in futuro, alla creazione di materiali ancora più duri, che possano rappresentare un’alternativa al diamante nella lavorazione meccanica, nella perforazione o in qualsiasi tipo di applicazione.
