Neįtikėtina: pasinaudoję lazeriu, mokslininkai plastiką pavertė deimantais

Tyrimo išvados gali reikšti, kad mūsų Saulės sistemos ledo milžinėse vyksta deimantų lietūs. Taip pat jos gali padėti paaiškinti, kodėl šių planetų magnetiniai laukai tokie neiprasti.

Lazerinio sprogdinimo metodą ateityje Žemėje būtų galima pritaikyti įvairioms reikmėms.

Nanodeimantai – tai deimantai, kurių matmenys siekia vos kelis nanometrus arba milijardines metro dalis. Pasak tyrimo bendraautoriaus, Vokietijos „Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf“ fiziko Dominiko Krauso, jau egzistuoja būdai, kaip tokius deimantus panaudoti, tačiau tikimasi, kad ateityje panaudojimo galimybių bus ir daugiau – pavyzdžiui, anglies dioksidą paverčiant kitomis dujomis ir tiekiant vaistus į organizmą.

„Nanodeimantai taip pat galėtų būti naudojami kaip itin maži ir labai tikslūs kvantiniai temperatūros ir magnetinių laukų jutikliai, tokiu atveju juos panudoti būtų galima daug kur“, – teigia D.Krausas.

Pasak jo, šis metodas galėtų padėti mažinti plastiko taršą, kadangi būtų sukuriama finansinė paskata iš vandenyno valyti ir transformuoti plastiką.

Eksperimentas, įdomiai veikiantis ledines milžines

Daugelį metų planetų mokslininkai įtarė, kad deimantai susidaro šaltame ledinių milžinių – tokių kaip Neptūnas ir Uranas – viduje.

Jei deimantai iš tiesų taip formuojasi, tikėtina, kad jie šių užšalusių pasaulių viduje ir „lyja“.

Siekdami patikrinti, ar šis procesas įmanomas, mokslininkai paėmė polietileno tereftalato (PET) lakštą (naudojamą plastikiniuose buteliuose) ir didelio galingumo optiniu lazeriu, esančiu SLAC nacionalinės greitintuvo laboratorijos „Linac“ koherentinio šviesos šaltinio „Matter in Extreme Conditions“ instrumente, įkaitino jį iki maždaug 6000 laipsnių Celsijaus.

Dėl to vos milijardinę sekundės dalį susidarė milijonus kartų didesnis slėgis nei Žemės atmosferoje. Šis slėgis paveikė plastiką, todėl jo anglies atomai persitvarkė į kristalinę struktūrą, o vandenilis ir deguonis pasklido po gardelę.

„Naudodami galingą rentgeno spindulių lazerį, galėjome pažvelgti į mėginio vidų ir atvaizduoti ten vykstančias chemines reakcijas, – pasakoja D.Krausas. – Per visą eksperimento laiką – vos kelias nanosekundes – pastebėjome labai efektyvų nanodeimantų formavimąsi suslėgto plastiko viduje“.

Naujasis tyrimas rodo, kad tokiu būdu deimantai galimai susidaro dažniau, nei mokslininkai manė anksčiau – todėl didėja tikimybė, kad aplink ledo milžinių kietus branduolius gali egsiztuoti stori deimantų sluoksniai.

Eksperimentas taip pat leidžia daryti tvirtą prielaidą, kad, esant aukštai temperatūrai ir slėgiui, tokių ledinių pasaulių viduje, susidaro egzotiška vandens būsena, vadinama superjoniniu vandens ledu.

Ši keista vandens forma leidžia protonams judėti per deguonies atomų tinklelį. Anot D.Krauso, jei toks superjoninis vanduo egzistuoja Urane ir Neptūne, protonų judėjimas per šią neįprastą materijos rūšį gali padėti sukurti ypatingus šiose planetose pastebimus magnetinius laukus.

Anksčiau atlikti skaičiavimai rodė, kad dėl anglies atomų, kurie gali būti planetų viduje, bet koks ten susidaręs superjoninis vanduo būtų labai nestabilus.

Tačiau „mūsų eksperimentai rodo, kad deimantų susidarymo metu anglis ir vanduo atsiskiria, – sako D.Krausas. – Taigi, planetų viduje gali būti pavienio vandens, o tai padidina superjoninio vandens susidarymo tikimybę“.

Gali būti, kad netrukus į mūsų ledines kaimynes galės nuskristi erdvėlaivis ir įsitikinti, ar ten iš tikrųjų egzistuoja deimantinis lietus ir egzotiškasis vanduo.

„Tikimės, kad per ateinantį dešimtmetį į Uraną bus paleistas naujas NASA kosminis zondas – dešimtmečio apžvalgoje tai apibrėžta kaip didžiausias prioritetas“, – sakė D.Krausas.

Visą tai, ką mokslininkai sužinojo tyrimo metu, būtų glima pritikyti ir komerciniais tikslais. Šiuo metu žmonės nanodeimantus gamina sprogdindami anglį arba didesnius deimantus – taip sukuriama įvairaus dydžio deimantų „mišrainė“. Naujasis metodas – švaresnis būdas gaminti konkretaus dydžio deimantus, pastebi D.Krausas.

Komandos tyrimai paskelbti žurnale „Science Advances“.

Parengta pagal „Live Science“.