Лонсдейліт, лонсделеїт () — мінерал, гексагональний різновид алмазу. Метастабільний вуглецевий алотроп, sp3-форма.

Етимологія та історія Лонсдейліт вперше був виявлений у фрагменті метеорита Каньйон Діабло, який вважається причиною утворення відомого кратера Баррінджер в Аризоні, США. Вперше його описали в 1967 році американський мінералог Кліффорд Фрондел (1907—2002) та американська геологиня Урсула Б. Марвін (1921 — 2018), які назвали мінерал на честь ірландського кристалографа та професора Кетлін Лонсдейл.

Типовий матеріал лонсдейліту зберігається в Гарвардському мінералогічному музеї Гарвардського університету в Кембриджі.

За прізвищем англійського мінералога К. Лонсдейла (K.Lonsdale), C. Frondel, U.B.Marvin, 1967.

Загальний опис Лонсдейліт — алотропна гексагональна модифікація вуглецю з гомодесмічною кристалічною структурою, в якій атоми С перебувають у sp3-гібридизації і зв'язані з іншими чотирма атомами С σ-зв'язками, як і у алмазі, але розташовані дещо інакше. Структура аналогічна структурі вюртциту 2H.

Густина 3,51. Колір чорний.

Поліморфізм та серія: Поліморфний з алмазом, графітом та чаоїтом.

Асоціація: шрейберзит, когеніт, теніт, графіт, хроміт, космохлор, сфалерит, алмаз, троїліт.

Утворюється при високих тисках і відносно низьких температурах (близько 1299 К) з високоорієнтованого графіту.

Лонсдейліт і алмаз мають тетраедричну геометрію електронних орбіталей атомів вуглецю, яка утворюється при sp3 — гібридизації. Атом вуглецю знаходиться в центрі тетраедра і пов'язаний чотирма зв'язками з атомами вуглецю, або іншими у вершинах тетраедра.

Структура алмазу і лонсдейліту відрізняється тим, що атоми алмазу, які знаходяться на другій сфері, що оточує вихідний атом на другій координаційній сфері, утворює архімедів кубооктаедр, куб з відрізаними кутами. В структурі лонсдейліту атоми другої координаційної сфери утворюють так званий гексагональний кубооктаедр, який утворюється з архімедового обертання його нижньої половини на 180º.

Для того, щоб атоми вуглецю мали однакове оточення в перших двох координаційних сферах, вони утворять одну з цих структур і будуть утворюватися монокристали. Якщо атоми вуглецю можуть побудувати зв'язки лише в першій координаційній сфері (тобто утворити тільки правильні тетраедри), то можуть виникнути змішані структури, в яких шари алмазу перемежаються зі шарами лонсдейліту. Це має місце, наприклад, в так званих двійниках, в яких два кристали алмазу з'єднані між собою шаром лонсдейліту.

Типовий зразок: Гарвардський університет, Кембридж, Массачусетс, США, 130245.

Поширення Лонсдейліт зустрічається у вигляді мікроскопічних кристалів, пов'язаних з алмазом, у кількох метеоритах: Каньйон Діабло, КеннаKenna meteorite, Roosevelt County, New Mexico, USA та Аллан Гіллз 77283Allan Hills A77283 meteorite, Allan Hills, Victoria Land, Eastern Antarctica, Antarctica разом зі шрейберзитом, когенітом, тенітом і графітом. Поклади лонсделеїту знайдені у Попігайському кратері (північний схід РФ). Він також зустрічається в природі в не-болідних алмазних розсипах у Республіці Саха. Матеріал з d-відстанями, що відповідають лонсдейліту, був знайдений у відкладеннях на озері Куїцео, у штаті Гуанахуато, Мексика, прихильниками суперечливої гіпотези про удар молодшого дріасу, яка зараз спростовується вченими-геологами та фахівцями з планетарних ударів. Твердження про лонсдейліт та інші наноалмази в шарі льодовикового щита Ґренландії, який може мати вік молодшого дріасу, не були підтверджені та зараз оскаржуються. Його присутність у місцевих торф'яних відкладеннях вважається доказом того, що Тунгуська подія була спричинена метеоритом, а не фрагментом комети. У кратері Нордлінгер Ріс, Баварія, Німеччина. В ударній структурі Садбері, Онтаріо, Канада.

Мінерал лонсдейліт виявлено також на кімберлітовому полі в Китаї. Лонсдейліт зустрічається разом з графітом та алмазом в уреїлітах, підтипі ахондриту.Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7., vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin [u. a.] 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 27, 441.

Лонсдейліт виявлений також на Місяці.

Виробництво Окрім лабораторного синтезу шляхом стиснення та нагрівання графіту або в статичному пресі, або за допомогою вибухових речовин, лонсдейліт також виробляли методом хімічного осадження з парової фази, а також термічним розкладанням полімеру, полі(гідридокарбіну), при атмосферному тиску, в атмосфері аргону, при температурі 1000 °C (1832 °F).

У 2020 році дослідники з Австралійського національного університету випадково виявили, що їм вдалося виробляти лонсдейліт при кімнатній температурі за допомогою діамантового ковадла.

У 2021 році Інститут ударної фізики Університету штату Вашингтон опублікував статтю, в якій зазначалося, що вони створили кристали лонсдейліту, достатньо великі для вимірювання їхньої твердості, що підтверджує, що вони твердіші за звичайні кубічні алмази. Однак вибух, який використовується для створення цих кристалів, також руйнує їх через наносекунду, забезпечуючи достатньо часу для вимірювання твердості за допомогою лазерів.

У липні 2025 року китайські дослідники повідомили про успішний синтез високочистих кристалів лонсдейліту розміром від мікрометра до міліметра шляхом стиснення надчистих монокристалів графіту за точно контрольованих умов високого тиску, високої температури та квазігідростатичних умов. Робота, опублікована в Nature, вважається першим чітким лабораторним виробництвом об'ємного гексагонального алмазу, який, як прогнозується, матиме більшу твердість і термостабільність, ніж звичайний кубічний алмаз. Шахрайство Оскільки характеристики лонсдейліту невідомі більшості людей, окрім науковців з геології та мінералогії, назви «лонсдейліт» та «шестикутний алмаз» часто використовувалися для шахрайського продажу керамічних артефактів, що видаються за метеорити, на сайтах електронної комерції в Інтернеті, на вуличних ярмарках та ринках, причому ціни коливалися від кількох доларів до тисяч доларів.

Див. також Список мінералів Алмаз Вуглець

Примітки

Література

В. І. Саранчук, М. О. Ільяшов, В. В. Ошовський, В. С. Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — С. 600. ISBN 978-966-317-024-4 Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0 Anthony, J.W. (1995). Mineralogy of Arizona (3rd ed.). Tucson, AZ: University of Arizona Press. ISBN 0-8165-1579-4. Lonsdaleite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, https://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/lonsdaleite.pdf) Frondel, C. and U.B. Marvin (1967) Lonsdaleite, a hexagonal polymorph of diamond. Nature, 214, 587–589. Hanneman, R.E., H.M. Strong, and F.P. Bundy (1967) Hexagonal diamonds in meteorites: implications. Science, 155, 995–997. Kaminskii, F.V., G.K. Blinova, E.M. Galimov, G.A. Gurkina, Y.A. Klyuev, L.A. Kodina, V.I. Koptil, V.F. Krivonos, L.N. Frolova, and A.Y. Khrenov (1985) Polycrystalline aggregates of diamond with lonsdaleite from Yakutian [Sakhan] placers. Mineral. Zhurnal, 7, 27–36 (in Russian). Ownby, P.D., X. Yang, and J. Liu (1992) Calculated X-ray diffraction data for diamond polytypes. J. Amer. Ceram. Soc., 1876–1873.

Посилання Mindat.org accessed 3/13/05. Webmineral accessed 3/13/05. Materials Science and Technology Division, Naval Research Laboratory website accessed 5/14/2006. lonsdaleite 3D animation Diamond no longer nature's hardest material