Ученые нашли способ превращать распространенный пластик в алмазы. Эксперимент не только упрощает процесс создания алмазов, но и доказывает, что на ледяных гигантах, вроде Урана и Нептуна, идут алмазные дожди.
Алмазные дожди
На Земле алмазы ценятся за их редкость, но на других планетах они могут быть столь же распространенными, как обычные камни. На ледяных гигантах, таких как Уран и Нептун, экстремальное давление сжимает водород и углерод, образуя твердые алмазы, которые затем выпадают в атмосфере, как дождь или снег.
Учитывая дальность орбит Урана и Нептуна, никто еще не наблюдал это явление вживую. Но в 2017 году команда ученых смогла воссоздать процесс в лаборатории. Они сделали это, направив самый мощный в мире рентгеновский лазер - Линейный Когерентный Источник Света (LCLS) - на образцы углеводородных материалов. Это мгновенно разогрело образцы до температуры свыше 6000 градусов Цельсия и породило мощные ударные волны с давлением в несколько миллионов атмосфер. В результате углерод превратился в крошечные «наноалмазы».
Алмазы из пластиковых бутылок
Хотя эксперименты 2017 года доказали техническую возможность «алмазных дождей», они не были вполне чистыми - использованные образцы не точно имитировали соединения, которые могут встречаться на поверхности ледяных гигантов. Известно, что на поверхностях ледяных гигантов в больших количествах присутствует кислород. Потому для нового эксперимента ученые подыскали соединение с более удачным химическим составом.
Таким соединением оказался самый обычный ПЭТ - пластик, из которого земляне делают пластиковые бутылки. В состав ПЭТ входит углерод, водород и кислород в пропорциях, которые близки к тем, что присутствуют на ледяных гигантах.
Команда повторила эксперимент 2017 года, подставив тонкопленочные образцы ПЭТ под луч лазера LCLS. При этом ученые использовали два разных метода визуализации, позволяющие не только проверить, образовались ли наноалмазы, но и выяснить, как быстро они росли. Оказалось, что под воздействием лазера из бутылочного пластика образуется алмазная пыль с плотностью алмазов до 3,87 грамма на кубический см.
«Наличие кислорода ускоряет расщепление углерода и водорода и таким образом усиливаеет процесс образования наноалмазов», - говорит Доминик Краус, автор исследования.
Работа интересна по нескольким причинам. Во-первых, она экспериментально доказывает давнюю гипотезу об алмазных дождях на гигантских ледяных планетах.
Во-вторых, она демонстрирует новую технологию производства крошечных алмазов, которые можно использовать в промышленных абразивах, полирующих агентах и даже в высокочувствительных квантовых сенсорах.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances
