Вчені отримали наноалмази з ПЕТ-пластику за допомогою рентгенівського лазера
Оновлено:
У вересні 2022 року фізики повідомили, що отримали наноалмази з ПЕТ — пластику, з якого роблять звичайні пляшки. Для цього вони використали потужний лазер і рентгенівські методи вимірювання. Результат опублікував журнал Science Advances.
Як це працює
Дослідження очолив фізик Домінік Краус із центру Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) і Ростоцького університету. У роботі брала участь і французька Політехнічна школа. Команда вивчала «алмазні дощі», які, за гіпотезою, йдуть усередині крижаних планет-гігантів — Нептуна й Урана. Там тиск стискає сполуки вуглецю й водню в щільній гарячій рідині. Алмази, ймовірно, повільно опускаються до ядра на глибину понад 10 000 кілометрів.
У 2017 році вчені відтворили цей процес на полістиролі. Але такі плівки лише частково передавали умови в надрах планет, бо не мали кисню. ПЕТ містить вуглець, водень і кисень у вдалому співвідношенні.
Спалахи лазера нагрівали тонку плівку приблизно до 6 000 °C. Ударна хвиля на кілька наносекунд стискала її приблизно до мільйона атмосфер. Досліди провели на рентгенівському лазері LCLS у лабораторії SLAC у Каліфорнії.
Що отримали
Дифракція рентгенівських променів зафіксувала наноалмази, а малокутове розсіяння показало, як швидко і до якого розміру вони росли. Кисень прискорює розділення вуглецю й водню і тим допомагає атомам вуглецю збиратися в алмаз. Такі кристали настільки малі, що їх не видно неозброєним оком.
Навіщо це потрібно
Наноалмази вже використовують в абразивах і полірувальних пастах. У майбутньому вони можуть працювати в квантових датчиках, медичних контрастних речовинах і каталізаторах. Зараз їх здебільшого отримують вибухом. Лазерний метод може бути чистішим і дає контроль над розміром частинок.
Автори пропонують таку схему: потужний лазер робить десять спалахів на секунду по плівці ПЕТ, а частинки збирають у резервуарі з водою. Поки що це лише ідея для майбутнього виробництва.
Ювелірні лабораторні діаманти вирощують зовсім іншими методами — HPHT і CVD. Як це роблять, пояснює стаття про лабораторні діаманти на Brilliants.com.ua. Про вплив таких каменів на ціни читайте в матеріалі «Діаманти швидко дешевшають».
Часті питання
Ні. Це мікроскопічні частинки для промисловості й науки, а не ювелірні камені.
Ні. Це гіпотеза: експерименти показують, що процес можливий, але прямих спостережень немає.
Джерела: ScienceDaily (2 вересня 2022); Science Advances, DOI 10.1126/sciadv.abo0617; ScienceAlert.
Фото: Dicklyon / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
