ロンズデーライト

ロンズデーライト（キャスリーン・ロンズデールにちなんで命名）は、結晶構造にちなんで六方晶ダイヤモンドとも呼ばれ、通常のダイヤモンドの立方格子とは対照的に、六方格子を持つ炭素の同素体です。自然界では隕石の破片中に見られます。グラファイトを含む隕石が地球に衝突すると、衝突の膨大な熱と応力によってグラファイトがダイヤモンドに変化しますが、グラファイトの六方晶結晶格子は保持されます。ロンズデーライトは、1967年にキャニオン・ディアブロ隕石から初めて確認され、通常のダイヤモンドに混ざった微細な結晶として存在しています。^{[ 5 ] [ 6 ]}

半透明で黄褐色を呈し、屈折率は2.40～2.41、比重は3.2～3.3である。計算シミュレーションによれば、その硬度は立方晶ダイヤモンドよりも理論的に優れており（最大58%高い）、しかし天然試料はモース硬度スケールで7～8という広い範囲にわたってやや低い硬度を示した。その原因は、試料に格子欠陥や不純物が多数含まれているためであると推測されている。^{[ 7 ]}

隕石堆積物に加えて、六方晶ダイヤモンドは実験室で合成されている（1966年以前、1967年に発表）^{[ 8 ]}。これは、静的プレスまたは爆薬を使用してグラファイトを圧縮および加熱することによって行われるが、断片的な状態である。^{[ 9 ]}純粋な六方晶ダイヤモンドの最初の大量合成は2025年に報告された。^{[ 10 ]}

隕石から採取された、あるいは実験室で製造されたわずかなサンプルの調査結果の従来の解釈によれば、ロンズデーライトは六方晶系の単位格子を持ち、六方最密充填結晶系と立方最密充填 結晶系が関連しているのと同様に、ダイヤモンドの単位格子と関連している。そのダイヤモンド構造は、椅子型配座の6つの炭素原子の相互に絡み合った環で構成されていると考えられる。ロンズデーライトでは、一部の環は舟型配座になっている。ナノスケール寸法では、立方晶ダイヤモンドはダイヤモンドイドで表され、六方晶ダイヤモンドはウルツォイドで表される。^{[ 11 ]}

ダイヤモンドでは、環状層内および層間の炭素-炭素結合はすべて千鳥配置になっているため、4つの立方体対角方向すべてが等価になります。一方、ロンズデーライトでは、層間の結合は重なり配置になっており、これが六方対称軸を定義します。

鉱物学的シミュレーションでは、ロンズデーライトは<100>面でダイヤモンドより58%硬く、152 GPaの圧痕圧力に耐えると予測されているが、ダイヤモンドは97 GPaで破壊される。^{[ 12 ]}しかし、これはIIa（最も純粋な天然）ダイヤモンドの<111>先端硬度167 GPaによってさらに上回られている。^{[ 13 ]}   

ロンズデーライトの推定特性、特にその優れた硬度は、結晶学的検査を受けた試料がバルク六方格子構造を示さず、代わりに六方配列を含む構造欠陥が支配的な従来の立方ダイヤモンドを示したため、2014年に疑問視された。^{[ 14 ]} 2015年のロンズデーライトのX線回折データの定量的分析では、六方配列と立方配列がほぼ同量存在することが示された。その結果、「積層無秩序ダイヤモンド」がロンズデーライトの最も正確な構造記述であると示唆された。^{[ 15 ]}一方、2016年から2017年の衝撃実験では、その場X線回折により、隕石衝突に匹敵する動的な高圧環境下で比較的純粋なロンズデーライトが生成されるという強い証拠が示された。^{[ 16 ] [ 17 ]}

2025年、中国の科学者たちはバルク合成したロンズデーライトの物性値を測定した。漸近的なビッカース硬度（ 9.8  N）は 軸方向に沿って114 ± 6.4 GPa および 半径方向のヤング率は106 ± 5.7  GPa であり、これは天然ダイヤモンド ( {100} 面で約 110 GPa) に匹敵する。超音波を用いてヤング率を測定したところ、1229 ± 15 GPa、せん断弾性率は516 ± 18 GPaで、単結晶(100)立方ダイヤモンドよりわずかに高い。これはロンズデーライトが立方ダイヤモンドよりも硬いことを裏付けている。^{[ 18 ]}

六方晶ダイヤモンドは1,121 K (848 °C; 1,558 °F)で酸化が始まりますが、これは他のダイヤモンドの種類よりも高い値です。^{[ 18 ]}   

ロンズデーライトは、キャニオン・ディアブロ^{[ 19 ]} 、ケナ、アラン・ヒルズ77283など、いくつかの隕石中のダイヤモンドと共生する微細な結晶として産出する。また、サハ共和国の非ボリッドダイヤモンド砂鉱床にも自然に存在する^{[ 20 ]}。ヤンガードリアス期のグリーンランド氷床の層にロンズデーライトやその他のナノダイヤモンドが存在するという主張は確認されておらず、現在議論の的となっている^{[ 21 ]} 。ロンズデーライトが地元の泥炭堆積物から発見されたことは、ツングースカ大爆発が隕石によって引き起こされた証拠であると主張されている^{[ 22 ] [ 23 ] 。}

静的プレスまたは爆薬を使用してグラファイトを圧縮および加熱することによる実験室合成に加えて、 ^{[ 8 ] [ 9 ]}ロンズデーライトは化学気相堆積法によっても製造されており、^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}また、大気圧下、アルゴン雰囲気下、1,000 °C (1,832 °F)でのポリマー、ポリ(ヒドリドカルビン)の熱分解によっても製造されている。^{[ 27 ] [ 28 ]}  

2020年、オーストラリア国立大学の研究者らは、ダイヤモンドアンビルセルを用いて室温でロンズデーライトを生成できることを偶然発見した。^{[ 29 ] [ 30 ]}

2019年と2020年に、イタリアの研究者、ジャーナリスト、ボローニャ大学の古​​典学教授らが、書籍、テレビ、新聞で、パピルス写本に使用されたカーボンインクから六角形のダイヤモンドが発見されたと主張し、このインクが19世紀の偽造者コンスタンティン・シモニデスによって作られたものであることを証明したと主張した。^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]} 2020年以降、これらの主張に再び言及する者はいなかった。

2021年、ワシントン州立大学の衝撃物理学研究所は、ロンズデーライト結晶を作製し、その剛性を測定できるほど大きな結晶を作製したという論文を発表し、それらが一般的な立方晶ダイヤモンドよりも剛性が高いことを確認した。しかし、これらの結晶を作製するために使用された爆発は、数ナノ秒後にそれらを破壊してしまうため、レーザーで剛性を測定するのに十分な時間しか残らない。^{[ 35 ]}

2025年7月、中国の研究者らは、超高純度グラファイト単結晶を精密に制御された高圧、高温、準静水圧条件下で圧縮することにより、マイクロメートルからミリメートルサイズの高純度ロンズデーライト結晶の合成に成功したと報告した。^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} Nature誌に掲載されたこの研究は、従来の立方晶ダイヤモンドよりも硬度と熱安定性が高いと予測されるバルク六方晶ダイヤモンドの実験室での最初の明確な製造とみなされている。^{[ 39 ]}

ロンズデーライトの特性は、地質学や鉱物学の訓練を受けた科学者以外のほとんどの人には知られていないため、「ロンズデーライト」や「六角形ダイヤモンド」という名称は、オンラインの電子商取引サイトや露店、市場などで、隕石と偽って販売される陶器製品の詐欺的な販売に頻繁に使用されており、価格は数ドルから数千ドルに及ぶ。^{[ 40 ]}

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• 人名にちなんで名付けられた鉱物のリスト

• JW アンソニー (1995)。アリゾナの鉱物学(第 3 版)。アリゾナ州ツーソン：アリゾナ大学出版局。ISBN 0-8165-1579-4。

• 「ロンズデール派」 . Mindat.org . 2005年3月13日取得。
• 「ロンズデール石」。Webmineral。2005年3月13日取得。
• 「六方晶ダイヤモンド（ロンズデーライト）構造」。材料科学技術部門。海軍研究所。 2006年4月20日のオリジナルからアーカイブ。 2006年5月14日取得。
• グリッグス、ジェシカ（2009年2月16日）「ダイヤモンドはもはや自然界で最も硬い物質ではない」。ニュー・サイエンティスト。 2021年5月9日閲覧。