Учени взривиха евтина пластмаса с лазери и я превърнаха в диаманти

Учени от Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf в Германия наскоро направиха експеримент като облъчиха парче съвсем обикновена, евтина пластмаса с ултрамощни лазери – и в процеса създадоха невероятно малки „нанодиаманти“ и потвърдиха съществуването на нов, екзотичен вид вода.

Полиетилентерефталат

Използвайки оптичен лазер с висока мощност, физиците взривиха лист пластмаса от полиетилентерефталат (PET) – вида, използван за бутилки за вода и газирани напитки – след което нагряха парченцата до около 5500 градуса по Целзий за невероятно кратък период от време, само милиардни от секунда, съобщи Live Science.

Тази екстремна топлина създаде натиск милиони пъти по-силен от земната атмосфера като така свръхкомпресира пластмасата и ефективно размести нейната молекулярна структура. Въглеродните атоми в материала започнаха да кристализират и по този начин направиха място за водорода и кислорода да излязат през получената решетка.

Кристализираният въглерод се превърна в нанодиаманти с изключително малки размери – милиардни от метъра. Водородът и кислородът пък се превърнаха в „суперионова вода“ или „суперионов лед“, за който списание Quanta пише, че е „черен, невероятно горещ лед“, който всъщност може да е най-често срещаната форма на водата във Вселената.

Според New Scientist суперионната вода също така провежда електричество по-лесно от стандартната вода.

И така, какво, за бога, означава всичко това?

От практическа гледна точка нанодиамантите могат да се използват за превръщане на въглеродния диоксид в други газове и за доставяне на лекарства в човешките тела, обясни съавторът на изследването, физикът Доминик Краус.

Също така потенциално в бъдеще Краус вярва, че нанодиамантите ще могат да се използват и като „ултрамалки и много прецизни квантови сензори за температура и магнитни полета, което може да доведе до още множество приложения.“

Но сигурно най-близък до всички нас, обикновените хора, е фактът, че тази техника може да помогне за намаляване на замърсяването с пластмаса, като предостави финансов стимул за изчистването й от океана и превръщането й в нанодиаманти.

Друг изследовател по проекта, Зигфрид Гленцер от Националната ускорителна лаборатория SLAC в Калифорния, обясни, че учените преди това са успели да създадат нанодиаманти в лабораторни условия, но „въпросните условия са били толкова екстремни и динамични, че диамантите в крайна сметка се разпадат.“

Този нов тест обаче успя да създаде диамантите при много по-ниско налягане и, казва още Глензър, всъщност може да предложи на физиците шанс да ги съберат.

Експериментът също така им предложи по-обстойно разбиране за природата на ледени гиганти като Нептун и Уран, чиито странни условия често са обърквали изследователите.

Нептун, въпреки че е леден гигант, винаги е бил изненадващо горещ, а магнитното поле на Уран се формира в странна форма.

Подобно на PET пластмасата, вътрешността на ледените гиганти съдържа кислород, въглерод и водород. Но тяхното вътрешно налягане никога не се е смятало за достатъчно интензивно, за да доведе до образуване на нанодиаманти.

Този нов експеримент обаче доказва, че нанодиамантите могат много вероятно да се образуват в ядрата на ледени гиганти, където топлината ще предизвика подобна реакция, както лазерите постигнаха с полиетилентерефталата, причинявайки „диамантен дъжд“ във вътрешността на планетата.

„Това означава“, казва Глензър, „че по тези планети вероятно има диамантите навсякъде. Ако този процес се случва при по-ниско налягане, отколкото сме смятали преди, това означава, че те са вътре в Уран, вътре в Нептун, вътре в някои луни като Титан.“

Диамантите из вътрешността на Нептун може да създават триене, което би обяснило високите температури на планетата, а образуването на суперионна вода на Уран може да е проводник за токове, които от своя страна придават странната форма на магнитното поле на планетата.

Тези теории, разбира се, все още не са потвърдени, но новото проучване предоставя обещаващи доказателства, че нанодиамантите и суперионната вода всъщност се образуват естествено на Нептун и Уран.

Възможно е, казва Краус, тази теория да бъде потвърдена през следващите 10 години, когато той очаква космическа сонда на НАСА да бъде изстреляна към Уран.

Във всеки случай обаче способността да се превръща евтината пластмаса в полезни материали като нанодиаманти и суперионна вода може да има десетки практически приложения тук, на Земята, и това е нещото, от което трябва да бъдем много развълнувани.