Cienka warstwa plastiku została po raz pierwszy zamieniona w maleńkie diamenty w mgnieniu oka za pomocą wiązki laserowej.
Diamenty syntetyczne są cenne ze względu na swoją twardość i są używane do wytwarzania wysokiej jakości narzędzi tnących i polerskich, ale także ze względu na ich przewodność cieplną i izolację elektryczną.
Otwarcie produkcji syntetycznych diamentów z tworzyw sztucznych może doprowadzić do większego popytu na butelki z wodą i inne pojemniki, które często trafiają do morza.
Czytaj: Artysta wykorzystał 200 000 nakrętek po butelkach, aby stworzyć pierwszą eko-fototapetę w Wenezueli
Jak dokładnie coś, co kosztuje grosze, zamieniło się w najtwardszy i jeden z najrzadszych minerałów na Ziemi?
Na swoim podstawowym poziomie diamenty są po prostu stałą formą węgla, umieszczoną w określonej strukturze krystalicznej obok wodoru i tlenu.
Autorzy badań skorzystali z silnie natężonej laserowej wiązki, która została skierowana na plastik PET (politereftalan etylenu), podgrzewając go do temperatury wynoszącej 6000 stopni Celsjusza. Wywołane w ten sposób fale uderzeniowe poddały plastik działaniu ciśnienia sięgającego 72 gigapaskali. Odpowiada to mniej więcej jednej piątej wartości spotykanych w jądrze naszej planety. To niesamowite doświadczenie przekształciło cząsteczki plastiku w nanodiament, czyli malutkie diamenty. Powstała również tzw. woda superjonowa, która przewodzi prąd łatwiej niż “zwykła”.
„Do tej pory diamenty tego rodzaju były produkowane głównie poprzez detonację materiałów wybuchowych” – powiedział profesor Dominik Kraus z Uniwersytetu w Rostoku w Niemczech, współautor badania. „Dzięki błyskom laserowym można by je w przyszłości produkować znacznie czyściej”.
Koniecznie zajrzyj na f7.pl
Laser wystrzelił dziesięć błysków w plastikową folię, po czym nanodiamenty uformowały się i wpadły do zbiornika wypełnionego wodą. Tam są hamowane, a następnie mogą być filtrowane i zbierane.
„Odkryliśmy, że to ekstremalne ciśnienie wytwarza maleńkie diamenty” – wyjaśnił Krauss. „PET ma dobrą równowagę między węglem, wodorem i tlenem, aby symulować aktywność na lodowych planetach”.
Udowodnienie, że można to zrobić za pomocą plastiku, przenosi koncepcję na zupełnie nowy poziom wygody produkcji na Ziemi, a także pokazuje, w jaki sposób nanodiamenty mogą tworzyć się w dużych ilościach na lodowych olbrzymach, takich jak Neptun i Uran.
Lodowe olbrzymy zawierają węgiel, wodór i ogromne ilości tlenu. Nowe badanie opublikowane w Science Advances potwierdziło, że naprawdę pada deszcz diamentów wewnątrz lodowych gigantów na krawędzi Układu Słonecznego.
„Efektem tlenu było przyspieszenie rozszczepiania węgla i wodoru, a tym samym zachęcenie do tworzenia nanodiamentów. Oznaczało to, że atomy węgla mogły łatwiej się łączyć i tworzyć diamenty”.
Czytaj: Trwa konkurs na maskotkę Igrzysk Europejskich
Temperatury we wnętrzu Neptuna i Urana sięgają kilku tysięcy stopni Celsjusza, a ciśnienie jest miliony razy większe niż ziemska atmosfera. Zewnętrzna atmosfera gazów jest jednym z najzimniejszych miejsc w Układzie Słonecznym.
Powoduje to burze, które wytwarzają grad diamentów. Naukowcy wierzyli, że tak było przez 40 lat, a ostatnie badania dodatkowo wzmocniły tę hipotezę.
Wyobraźmy sobie diamenty tworzące się w płaszczu Neptuna, a następnie opadające w kierunku jego jądra, co prowadziłoby do powstawania tarcia i ciepła. Mogłoby to wyjaśnić, skąd tajemnicza wysoka temperatura tej planety. Z kolei w przypadku Urana superjonowa woda będąca produktem ubocznym tworzenia się diamentów mogłaby przewodzić prądy elektryczne, odpowiadając za dziwaczny kształt tamtejszego pola magnetycznego.
