Wissenschaftler haben Plastik in Diamanten verwandelt. Mit leistungsstarken Lasern extrahierten sie Proben von PET, einem gängigen Material, das in Plastikflaschen verwendet wird. Durch intensive Hitze und Druck schufen sie die Bedingungen, um winzige Diamanten zu erschaffen, die natürlicherweise auf Planeten wie Uranus und Neptun vorkommen können.
Hier auf der Erde werden Diamanten wegen ihrer Seltenheit geschätzt, aber auf anderen Planeten scheinen sie so häufig zu sein wie Steine.
Auf Eisriesen wie Uranus und Neptun wird angenommen, dass extremer Druck Elemente wie Wasserstoff und Kohlenstoff komprimiert, um harte Diamanten zu bilden, die dann in die Atmosphäre freigesetzt werden und dann wie Regen herausfallen.
Dieses Phänomen wurde nicht direkt entdeckt, aber 2017 berichtete ein Team von Wissenschaftlern, dass sie den Prozess im Labor nachgestellt hatten.
Die Forscher taten dies, indem sie den weltweit leistungsstärksten Linac-Röntgenlaser mit kohärenter Lichtquelle (LCLS) auf Proben von Kohlenwasserstoffmaterialien abfeuerten. Diese erhitzten sie schlagartig auf Temperaturen von bis zu 6.000 °C und lösten mit einem Druck von mehreren Millionen Atmosphären gewaltige Schockwellen aus, die winzige Nanodiamanten formten.
Obwohl Experimente gezeigt haben, dass dies technisch möglich ist, sagt das Wissenschaftlerteam, dass die ursprünglichen Kohlenwasserstoffmaterialien wie Polystyrol die Elemente im Inneren der Eisriesen nicht genau nachahmten.
Auch Sauerstoff ist dort in großen Mengen vorhanden, daher untersuchten die Wissenschaftler weitere Materialien, die dieses Schlüsselelement in die Mischung einbringen könnten.
Sie entschieden sich für PET, eine Kunststoffform, die häufig für Lebensmittel- und Getränkeverpackungen verwendet wird und ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff aufweist.
Die Wissenschaftler wiederholten das Experiment, indem sie PET-Dünnfilmproben mit LCLS verarbeiteten und dann zwei verschiedene Bildgebungstechniken verwendeten, um nicht nur zu testen, ob sich Nanodiamanten bildeten, sondern auch, wie schnell sie wuchsen. Tatsächlich fanden sie Diamanten mit einer Dichte von bis zu 3,87 Gramm pro Kubikzentimeter.
Die Wirkung von Sauerstoff solle die Spaltung von Kohlenstoff und Wasserstoff beschleunigen und so die Bildung von Nanodiamanten anregen, sagt Dominik Kraus, Autor der Studie.
Dies bedeutete, dass sich Kohlenstoffatome leichter verbinden und Diamanten bilden konnten.
Die Studie bestätigt nicht nur die Hypothese des Diamantregens auf Eisriesenplaneten, sondern dem Team zufolge demonstriert sie auch eine neue potenzielle Technologie zur Herstellung solch winziger Diamanten, die in industriellen Schleifmitteln, Poliermitteln und vielleicht eines Tages in hochempfindlichen Quanten verwendet werden Sensoren.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.
2022-09-05 09:22:34
Autor: Vitalii Babkin