Sprogdinant plastiką galingais lazeriais, jis paverčiamas mažais deimantais

Paprastas plastikas gali būti paverstas mažais deimantais lazerio šviesos impulsu, o panašus procesas gali vykti milžiniškų planetų viduje, o tai gali paaiškinti kai kurias jų paslaptis.

Fizika


2022 m. rugsėjo 2 d

Deimantas su pincetu ir didintuvu.Gemstone Beauty ;  Shutterstock ID 1928999420;  pirkimo užsakymas: -;  darbas: -;  klientas: -;  kita: -

Maži deimantai gali būti sukurti galingu lazerio sprogimu

Shutterstock/tonkid

Sprogdinant plastiką galingais lazeriais galima sukurti mažyčius deimantus. Panašūs procesai gali vykti esant aukštai temperatūrai ir slėgiui planetose, o tai gali padėti paaiškinti, kodėl Uranas ir Neptūnas yra tokie keisti.

Tyrėjai jau anksčiau sugebėjo sukurti nanodeimantus, šviečiant lazerius anglies ir vandenilio mišiniu, tačiau tam reikėjo nepaprastai didelio slėgio. Siegfriedas Glenzeris SLAC nacionalinėje greitintuvo laboratorijoje Kalifornijoje ir jo kolegos išsiaiškino, kad naudojant paprastą plastiką, vadinamą PET, dažniausiai naudojamą buteliams ir kitoms talpykloms gaminti, kuriame yra anglies, vandenilio ir deguonies, deimantus galima gaminti daug mažiau ekstremaliomis sąlygomis.

Kai jie iššovė galingą lazerį į plastiką, jis įkaisdavo iki 3200–5800 °C temperatūros, o lazerio impulso sukeltos smūginės bangos padidino plastiko slėgį iki 72 gigapaskalių – lygų penktadaliui Žemės šerdis. Tai atskyrė vandenilį ir deguonį nuo anglies, palikdami nedidelius kelių nanometrų skersmens deimantus ir vandens formą, vadinamą superjoniniu vandeniu, kuris lengviau praleidžia elektrą nei įprastas vanduo.

Tai atsitiko esant mažesniam slėgiui nei ankstesniuose eksperimentuose naudojant kitas medžiagas, sako Glenzeris, ir, kaip ir PET, milžiniškų planetų viduje yra deguonies, taip pat anglies ir vandenilio.

„Tai reiškia, kad deimantų tikriausiai yra visur“, – sako Glenzeris. „Jei tai įvyksta esant mažesniam slėgiui nei anksčiau, tai reiškia, kad jie yra Urane, Neptūno viduje, kai kuriuose palydovuose, pavyzdžiui, Titane, kuriuose yra angliavandenilių.

Tokie deimantai, susidarantys Neptūno mantijoje, o paskui grimztantys link jo šerdies, generuodami trintį ir šilumą, galėtų paaiškinti, kodėl planeta netikėtai įkaista. O Urane superjoninio vandens kišenės, likusios susidarius deimantams, gali tekėti elektros srovėms, kurios gali turėti ką nors bendro su keista jo magnetinio lauko forma.

Kitas žingsnis yra įtraukti šį procesą į tų pasaulių modelius ir išsiaiškinti, ar tai gali paaiškinti kai kurias iš daugelio jų paslapčių, sako Glenzeris. Kitas būdas yra surinkti nanodeimantus jiems susiformavus. Panašios medžiagos jau naudojamos pramoniniuose abrazyviniuose procesuose ir gali būti naudingos daugeliui mokslo programų, tačiau dažniausiai jos gaminamos detonuojant sprogmenis.

„Kituose eksperimentuose, kur reikalingas slėgis buvo daug didesnis, sąlygos buvo tokios ekstremalios ir dinamiškos, kad deimantai galiausiai subyrėjo“, – sako Glenzeris. „Dabar, kai radome būdą, kaip gaminti deimantus esant mažesniam slėgiui, galime turėti galimybę iš tikrųjų nuimti deimantus.

Žurnalo nuoroda: Mokslo pažanga, DOI: 10.1126/sciadv.abo0617

Daugiau šiomis temomis:

.

Leave a Comment

Your email address will not be published.