Er ist Teil der experimentellen Studie mit kleinen londsdaleitreichen Diamantkristallen aus dem Popigai-Krater: Kirill Yusenko vom Strukturanalytik-Team an der BAM, hier an der high-pressure beamline ID15B der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)
Quelle: Fachbereich Strukturanalytik, BAM
Kirill Yusenko ist Teil des Strukturanalytik-Teams an der BAM. Zusammen mit Wissenschaftler*innen der Kyungpook National University, Novosibirsk State University, Sibirian Federal University, Tomsk State University und der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble hat er Proben von Impakt-Diamanten aus dem Popigai-Krater hinsichtlich ihrer Kompressibilität, Mikrostruktur und Einschlüsse untersucht. Der Popigai-Krater im Norden Sibiriens ist einer der größten durch einen Meteoriteneinschlag entstandenen Krater. Die Schockwellen des Einschlags haben den Graphit des Untergrundes teilweise in Diamant verwandelt. Die entstandenen Impakt-Diamanten weisen neben Einschlüssen verschiedener Mineralien markante strukturelle Defekte auf: Durch den Druck ist die typische kubische Diamantstruktur zu einer hexagonalen Struktur deformiert. Es wird vermutet, dass die sogenannten „Lonsdaleit-Diamanten“ im Vergleich zu reinem kubischen Diamanten eine höhere Härte und eine geringere Kompressibilität aufweisen.
Das Team untersuchte die Proben und zeigte, dass die Kompressibilität der Popigai-Diamanten im Vergleich zu kubischen Diamanten zumindest nicht geringer ist. Mittels neuester Techniken und Kombinationen von komplementären Ansätzen – von Diamant-Stempel-Presse über Mikrostrahlbeugung bis Röntgenfluoreszenz – untersuchten sie die Komplexität natürlicher ultraharter Materialien.
Bild einer Impakt-Diamant-Probe
Quelle: Fachbereich Strukturanalytik, BAM
Ultraharte Materialien sind wichtig für die Entwicklung neuer Werkzeuge und mechanisch stabiler Teile. Die in der Studie gewonnen Erkenntnisse über die Eigenschaften einzigartiger natürlicher ultraharter Materialien sind für deren Anwendung als Abrasive und darüber hinaus von hoher Relevanz.
Wir haben Kirill Yusenko auch gefragt, was seine interdisziplinäre Forschung ausmacht und inwiefern ihm Synchrotronstrahlung – ob am ESRF oder bei BESSY II – dabei hilft.
Kirill, worum geht es dir in deiner Forschung?
In meiner Forschung beschäftige ich mich mit interdisziplinären Problemen aus Chemie, Kristallographie und Materialwissenschaften. Ich schaue mir neuartige Materialien unter extremen Einflüssen, einschließlich Hochtemperatur-Hochdruckbedingungen, an. Und ich untersuche Materialien und chemische Reaktionen unter Arbeitsbedingungen, um die Mechanismen von Festkörperreaktionen mithilfe von In-situ-Techniken im Detail zu verstehen.
Wo hat deine wissenschaftliche Karriere begonnen und was hat dich zur BAM geführt?
Es hat schon in Russland begonnen: Nach meiner Promotion in Nowosibirsk war ich an einer Reihe von Forschungsprojekten in Deutschland, Norwegen und Wales beteiligt. Bald erforderten meine Forschungsprojekte den regelmäßigen Einsatz von Synchrotronstrahlung; also bin ich zur BAM gewechselt. Hier kann ich an der BAMline am BESSY II-Synchrotron des Helmholtz-Zentrums (HZB) in Berlin-Adlershof forschen.
Wie kann Synchrotronstrahlung die Forschung unterstützen?
Synchrotronstrahlung hilft uns dabei, eine Auflösung zu erreichen, die für laborbasierte Techniken nicht verfügbar ist. Damit untersuche ich Materialien unter extremen Bedingungen, um deren Entstehungsmechanismen und Leistungsfähigkeit zu verstehen. Das Wissen um Struktur-Eigenschaft-Beziehungen unter einer Vielzahl von Bedingungen eröffnet neue Möglichkeiten im Materialdesign. Wir können dazu beitragen, neue Materialien zu entwickeln und wichtige funktionale Eigenschaften bestehender Systeme zu verbessern.
Woran forschst du aktuell und was steht als nächstes an?
Mein aktuelles Projekt umfasst die Untersuchung von stabilen lumineszierenden Nanopartikeln in organischen Medien. Ich untersuche die Bildung und Stabilität von nanostrukturierten Materialien, um die Struktur-Eigenschaft-Beziehungen neuartiger Materialien für die Energieumwandlung zu verstehen. Unsere Modelle enthalten zweikomponentige Metallfluoride in organischen Lösungsmitteln. Weitere Studien werden Mehrkomponentensysteme umfassen, die als potenzielle Materialien für die Energieumwandlung attraktiver sind.