Tryskání plastu pomocí výkonných laserů z něj udělá drobné diamanty

Jednoduché plasty mohou být přeměněny na drobné diamanty pomocí pulzu laserového světla a podobný proces může nastat uvnitř obřích planet, což by mohlo vysvětlit některé jejich záhady.

Fyzika


2. září 2022

Diamant s pinzetou a lupou. Krása drahokamů;  Shutterstock ID 1928999420;  nákupní objednávka: -;  práce: -;  klient: -;  jiný: -

Malé diamanty lze vytvořit pomocí silného laserového výbuchu

Shutterstock/tonkid

Tryskání plastů výkonnými lasery může vytvořit drobné diamanty. K podobným procesům může docházet při vysokých teplotách a tlacích nacházejících se na planetách, což by mohlo pomoci vysvětlit, proč jsou Uran a Neptun tak zvláštní.

Vědcům se již dříve podařilo vytvořit nanodiamanty ozářením laserů na směs uhlíku a vodíku, ale vyžadovalo to mimořádně vysoké tlaky. Siegfried Glenzer v SLAC National Accelerator Laboratory v Kalifornii a jeho kolegové zjistili, že použitím jednoduchého plastu zvaného PET – běžně používaného k výrobě lahví a jiných nádob – který obsahuje uhlík, vodík a kyslík, mohou vyrábět diamanty v mnohem méně extrémních podmínkách.

Když na plast vypálili výkonný laser, zahřál se na teploty mezi 3200 °C a 5800 °C a rázové vlny generované laserovým pulzem vynesly plast na tlak vyšší než 72 gigapascalů – což je jedna pětina tlaku v Zemské jádro. To oddělilo vodík a kyslík od uhlíku a zanechalo za sebou drobné diamanty o průměru několika nanometrů a formu vody zvanou superionická voda, která vede elektřinu snadněji než běžná voda.

Stalo se to při nižších tlacích než v předchozích experimentech s použitím jiných materiálů, říká Glenzer, a stejně jako PET, vnitřky obřích planet obsahují kyslík, stejně jako uhlík a vodík.

“To znamená, že diamanty jsou pravděpodobně všude,” říká Glenzer. “Pokud se to stane při nižších tlacích, než jsme viděli dříve, znamená to, že jsou uvnitř Uranu, uvnitř Neptunu, uvnitř některých měsíců, jako je Titan, které obsahují uhlovodíky.”

Takové diamanty, které se tvoří v plášti Neptunu a pak klesají směrem k jeho jádru, vytvářející tření a teplo, by mohly vysvětlit, proč je planeta nečekaně horká. A uvnitř Uranu by kapsy superionické vody, které zbyly z tvorby diamantů, mohly vést elektrické proudy, což by mohlo mít něco společného s podivným tvarem jeho magnetického pole.

Dalším krokem je zahrnout tento proces do modelů těchto světů a zjistit, zda může vysvětlit některé z mnoha jejich tajemství, říká Glenzer. Dalším je sbírat nanodiamanty po jejich vytvoření. Podobné materiály se již používají v průmyslových abrazivních procesech a mohly by být užitečné v mnoha vědeckých aplikacích, ale obecně se vyrábějí detonací výbušnin.

„V ostatních experimentech, kde byl potřebný tlak mnohem vyšší, byly podmínky tak extrémní a dynamické, že se diamanty nakonec rozpadly,“ říká Glenzer. “Teď, když jsme našli způsob, jak vyrobit diamanty při nižším tlaku, možná budeme mít šanci diamanty skutečně sklidit.”

Odkaz na deník: Vědecké pokroky, DOI: 10.1126/sciadv.abo0617

Více o těchto tématech:

.

Leave a Comment

Your email address will not be published.