Учёные создали алмазы из пластика и выяснили, как часто идут "алмазные дожди"
Учёные из Германии и Франции направили импульс лазера на тонкую плёнку простого ПЭТ-пластика и исследовали, что из этого получилось.
В результате они смогли подтвердить гипотезу о том, что… внутри ледяных гигантов Нептуна и Урана действительно идут алмазные дожди. А ещё что этот метод предлагает новый способ производства наноалмазов, которые применяются, например, в высокочувствительных квантовых сенсорах.
В недрах Земли алмазы формируют высокие температура и давление. Также исследователи предполагали, что чрезвычайно высокие давление и температура превращают водород и углерод в твёрдые алмазы глубоко под поверхностью ледяных гигантов.
Теперь они добавили в эту формулу кислород и обнаружили, что "дождь из алмазов" может быть более распространённым явлением, чем считалось ранее.
Ледяные гиганты, такие как Нептун и Уран, считаются наиболее часто встречающимся типом планет за пределами нашей Солнечной системы. А это значит, что алмазные дожди могут идти по всей Вселенной.
Авторы исследования, впрочем, уточняют, что "осадки" из алмазов сильно отличается от дождей на Земле.
По их словам, под поверхностью планет находится горячая, плотная жидкость, в которой формируются алмазы, медленно спускающиеся к каменистым ядрам размером с Землю на глубине более 10 тысяч километров.
"Затонувшие" алмазы могут образовать на поверхности ядра обширные слои, простирающиеся на сотни километров или даже больше, объясняют учёные.
Стремясь воспроизвести этот процесс в лаборатории, исследовательская группа нашла необходимую для этого смесь углерода, водорода и кислорода в источнике, который всё это время был перед самым их носом — ПЭТ-пластике, из которого делают упаковку пищевых продуктов и бутылки для напитков.
Правда, исследователи использовали в эксперименте очень чистый ПЭТ-пластик, но в принципе метод может сработать и с самыми обычными бутылками из-под воды.
Команда направила на пластик мощный лазер. Эксперимент проводился в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии.
Сверхкороткие рентгеновские вспышки невероятной яркости позволили учёным наблюдать за процессом формирования наноалмазов — крошечных алмазов, слишком маленьких, чтобы увидеть их невооруженным глазом.
Так исследователи выяснили, что молекулы кислорода ускоряли расщепление углерод-водородных связей. Это и способствовало образованию наноалмазов.
На газовых гигантах кислород присутствует в большом количестве, что должно облегчать формирование большого количества алмазов в их недрах.
Эксперимент также указывает на новый способ производства наноалмазов, спектр применений которых с годами расширяется. Он включает доставку лекарств к их мишеням, медицинские сенсоры, методы неинвазивной хирургии и производство квантовой электроники.
В настоящее время наноалмазы производят, "взрывая" сгусток углерода или более крупный кусок алмаза. Этот метод производства трудно контролировать, он энергозатратен и его совсем нельзя назвать экологически чистым.
Лазерное производство может оказаться оптимальнее по всем этим пунктам. Правда, нужно учитывать "углеродные издержки" производства чистого ПЭТ-пластика.
Добавим, что исследования "алмазных дождей" на других планетах остаются гипотетическими. Единственные данные об Уране и Нептуне были получены с помощью аппарата "Вояджер-2" ещё в 1980-х годах, и до сих пор используются в современных исследованиях.
Новая работа международной группы учёных была опубликована в издании Science Advances.
Ранее мы писали о том, какими могут быть дожди на других планетах Солнечной системы.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".