Рентгеновский лазер превращает пластик в алмазы, воссоздавая дождь на Уране
Ученые превратили пластик в алмазы. Используя мощные лазеры, они извлекли образцы ПЭТ, распространенного материала, используемого в пластиковых бутылках. С помощью сильного тепла и давления они получили условия для создания крошечных алмазов, которые естественным образом могут возникать на таких планетах, как Уран и Нептун.
Здесь, на Земле, алмазы ценятся за их редкость, но на других планетах они могут показаться такими же обычными, как камни.
Считается, что на ледяных гигантах, таких как Уран и Нептун, экстремальное давление будет сжимать такие элементы, как водород и углерод, с образованием твердых алмазов, которые затем попадают в атмосферу, а потом выпадают подобно дождю.
Это явление не было обнаружено напрямую, но в 2017 году группа ученых сообщила, что они воссоздали процесс в лаборатории.
Исследователи сделали это, запустив самый мощный в мире рентгеновский лазер Linac Coherent Light Source (LCLS) по образцам углеводородных материалов. Это мгновенно нагрело их до температуры до 6000 ° C и вызвало мощные ударные волны с давлением в несколько миллионов атмосфер, образуя крошечные «наноалмазы».
Хотя эксперименты показали, что это технически возможно, команда ученых говорит, что исходные углеводородные материалы, такие как полистирол, не совсем точно имитировали элементы, присутствующие внутри ледяных гигантов.
Кислород также присутствует там в больших количествах, поэтому ученые исследовали другие материалы, которые могли бы ввести этот ключевой элемент в смесь.
Они остановились на ПЭТ, форме пластика, обычно используемой для упаковки продуктов питания и напитков, которая имеет хороший баланс между углеродом, водородом и кислородом.
Ученые повторили эксперимент, обработав образцы тонкой пленки ПЭТ с помощью LCLS, а затем используя два разных метода визуализации, чтобы проверить не только то, образуются ли наноалмазы, но и то, насколько быстро они выросли. И действительно, они обнаружили алмазы с плотностью до 3,87 грамма на кубический сантиметр.
«Эффект кислорода заключался в ускорении расщепления углерода и водорода и, таким образом, стимулировании образования наноалмазов», — сказал Доминик Краус, автор исследования.
«Это означало, что атомы углерода могли легче соединяться и образовывать алмазы».
Исследование не только подтверждает гипотезу об алмазных дождях на ледяных планетах-гигантах, но, по словам команды, оно также демонстрирует новую потенциальную технологию производства таких крошечных алмазов, которые используются в промышленных абразивах, полировальных составах и, возможно, когда-нибудь, в высокочувствительных квантовых датчиках.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.