Eine sehr seltene und kontrovers diskutierte Form von Diamant ist erstmals in größerer Menge rein im Labor hergestellt worden. Einige Millimeter messen die Kristalle aus dem Mineral Lonsdaleit, das sonst nur vermischt mit normalem Diamant und Graphit bei Asteroideneinschlägen entsteht. Damit sind sie groß genug, um die Eigenschaften des rätselhaften Stoffes direkt zu messen, wie das Team um Ho-Kwang Mao vom Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research in Peking berichtet. Laut der jetzt in der Fachzeitschrift »Nature« veröffentlichten Studie ist der so erzeugte Lonsdaleit tatsächlich härter als normaler Diamant - allerdings nicht so hart wie vorhergesagt. Das liege womöglich an nach wie vor enthaltenen Verunreinigungen, schreiben die Fachleute. Sie wollen nun das Herstellungsverfahren verbessern.

Lonsdaleit, auch als hexagonaler Diamant bezeichnet, ist eine besondere Form des elementaren Kohlenstoffes, in dem die Atome zwar schon verknüpft sind wie im Diamant - aber ihre Anordnung noch dem von Sechsecken geprägten Ausgangsmaterial Graphit ähnelt. Kurioserweise legten theoretische Rechnungen nahe, dass Lonsdaleit bis zu 60 Prozent härter sein könnte als klassischer Diamant. Diese Kristallstruktur entsteht bei kosmischen Kollisionen, bei denen der extreme Druck nicht lang genug dauert, dass die würfelartige Anordnung des normalen Diamant entsteht. Die bekannten natürlichen und im Labor erzeugten Proben waren aber so winzig und so stark verunreinigt, dass die These aufkam, Lonsdaleit würde gar nicht existieren. Die Proben bestünden aus verzerrtem gewöhnlichen Diamant, schlug im Jahr 2014 eine Arbeitsgruppe vor. Die meisten Fachleute folgen dieser Interpretation nicht, allerdings blieb der Superdiamant mangels geeigneter Proben bis heute rätselhaft.

Die Arbeitsgruppe um Mao nutzte nun ein zweistufiges Verfahren, um die nötigen Lonsdaleit-Kristalle in Millimetergröße zu züchten. Dazu setzte sie im ersten Schritt einen Einkristall aus Graphit in einer Diamantstempelzelle einem Druck von rund 200 000 Bar aus. Dabei begann sich das ungewöhnliche Sechseck-Gitter bereits zu bilden. Im zweiten Schritt heizte das Team die Probe mit einem Laser auf rund 1400 Grad Celsius auf, um die Umwandlung vollständig zu machen und das Ergebnis zu stabilisieren. Die so erhaltenen Kristalle zeigen erstmals, dass Lonsdaleit tatsächlich ein eigenständiges Mineral ist, das man in größeren Mengen herstellen und vor allem untersuchen kann. Detaillierte Analysen enthüllten dann auch, wieso das Material zwar dem weichen Graphit ähnelt, aber trotzdem härter als Diamant ist: Demnach sind einige Bindungen, die sich zwischen den ursprünglichen Graphitschichten neu bildeten, kürzer und stabiler als in Diamant.