科学者たちはプラスチックをダイヤモンドに変えました。強力なレーザーを使用して、ペットボトルに使用される一般的な材料である PET のサンプルを抽出しました。激しい熱と圧力を利用して、天王星や海王星などの惑星に自然に発生する小さなダイヤモンドを作成する条件を作り出しました。
ここ地球では、ダイヤモンドは希少性が高く評価されていますが、他の惑星では石と同じくらい一般的に見えるかもしれません。
天王星や海王星などの氷の巨星では、極端な圧力が水素や炭素などの元素を圧縮して硬いダイヤモンドを形成し、大気中に放出されて雨のように落ちると考えられています。
この現象は直接検出されていませんが、2017 年に科学者チームが実験室でプロセスを再現したと報告しました。
研究者は、世界で最も強力なリニアック コヒーレント光源 (LCLS) X 線レーザーを炭化水素材料のサンプルに照射することによってこれを行いました。これにより、最大 6,000 °C の温度まで即座に加熱され、数百万気圧の圧力で強力な衝撃波が発生し、小さなナノダイヤモンドが形成されました。
これが技術的に可能であることは実験で示されていますが、科学者チームは、ポリスチレンなどの元の炭化水素材料は、氷の巨人の内部に存在する要素を正確に模倣していなかったと述べています.
そこには酸素も大量に存在するため、科学者はこの重要な要素を混合物に導入できる他の材料を調査しました。
彼らは、炭素、水素、酸素のバランスが取れた、食品や飲料のパッケージに一般的に使用されるプラスチックの一種である PET に決めました。
科学者たちは、LCLS で PET 薄膜サンプルを処理し、次に 2 つの異なるイメージング技術を使用して、ナノダイヤモンドが形成されるかどうかだけでなく、それらがどれだけ速く成長するかをテストすることで、実験を繰り返しました。実際、彼らは1立方センチメートルあたり最大3.87グラムの密度を持つダイヤモンドを発見しました.
酸素の効果は、炭素と水素の分裂を加速し、ナノダイヤモンドの形成を刺激することであったと、研究の著者である Dominik Kraus は述べた。
これは、炭素原子がより容易に結合してダイヤモンドを形成できることを意味していました。
この研究は、氷の巨大な惑星にダイヤモンドが降るという仮説を確認するだけでなく、そのような小さなダイヤモンドを製造するための新しい潜在的な技術を実証するものでもあると述べています。このような小さなダイヤモンドは、産業用研磨剤、研磨剤、そしておそらくいつの日か高感度の量子で使用されます。センサー。
この研究は、Science Advances 誌に掲載されました。
2022-09-05 09:22:34
著者: Vitalii Babkin