banner
Сен 23, 2022
30 Просмотров

Ученые в Германии взорвали дешевый пластик с помощью лазеров и превратили его в «наноалмазы»

Это новое исследование, вдохновленное «наноалмазами», найденными на ледяных гигантах, таких как Уран и Нептун, может помочь значительно уменьшить загрязнение пластиком и преобразовать пластик в океане.

Наноалмазы крупным планом

Научная фотобиблиотека / Getty ImagesКомпьютерная иллюстрация наноалмазов. Меньше микрометра, они имеют большой потенциал для медицины, электроники и других отраслей промышленности.

Ученые из Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf в Германии недавно взорвали дешевый пластик сверхмощными лазерами и в процессе создали невероятно крошечные «наноалмазы» и подтвердили существование нового, экзотического типа воды.

С помощью мощного оптического лазера физики взорвали лист полиэтилентерефталата (ПЭТ) пластика, который используется в бутылках с водой и газировкой, и нагрели его примерно до 10 000 градусов по Фаренгейту за невероятно короткое время, всего лишь миллиардные доли Второй, Живая наука сообщил

В результате эта экстремальная жара создала давление, в миллионы раз превышающее давление земной атмосферы, сверхсжимая пластик и эффективно расслаивая его молекулярную структуру. Атомы углерода внутри пластика начали кристаллизоваться, оставляя место для водорода и кислорода, которые могли дрейфовать через образовавшуюся решетку.

Кристаллизованный углерод превратился в наноалмазы размером в миллиардные доли метра, а водород и кислород превратились в «суперионную воду» или «суперионный лед», который Журнал Кванта заявил, что это черный, невероятно горячий лед, который на самом деле может быть самой распространенной формой воды во Вселенной.

Согласно с Новый ученыйсуперионная вода также лучше проводит электричество, чем стандартная вода.

Так что все это значит?

В практических приложениях наноалмазы можно использовать для преобразования углекислого газа в другие газы и доставки лекарств в организм человека, пояснил соавтор исследования, физик Доминик Краус.

И потенциально, Краус считает, что в будущем наноалмазы могут также использоваться в качестве «сверхмалых и очень точных квантовых датчиков температуры и магнитных полей, что может привести к множеству приложений».

Наноалмазы

Хироаки Офудзи и др./Wikimedia CommonsНаноалмазы из Попигайского кратера в Сибири.

Но, возможно, наиболее важным для обычного человека является тот факт, что этот метод может помочь уменьшить загрязнение пластиком, обеспечив финансовый стимул для очистки океана от пластика и преобразования его в наноалмазы.

Другой исследователь проекта, Зигфрид Гленцер из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии, объяснил, что ранее ученым удавалось создавать наноалмазы в лабораторных условиях, но «условия были настолько экстремальными и динамичными, что алмазы в конечном итоге разваливались».

Этот новый тест создал алмазы при гораздо более низком давлении и, по словам Гленцера, может фактически дать физикам шанс собрать алмазы.

Эксперимент также позволил физикам лучше понять природу планетарных ледяных гигантов, таких как Нептун и Уран, чьи странные условия часто ставили исследователей в тупик.

Нептун, несмотря на то, что он ледяной гигант, всегда был неожиданно горячим, а магнитное поле Урана имеет странную форму.

Как и ПЭТ-пластик, внутренности ледяных гигантов содержат кислород, углерод и водород, но их внутреннее давление никогда не считалось достаточно сильным, чтобы привести к образованию наноалмазов.

Этот новый эксперимент, однако, доказывает, что наноалмазы, скорее всего, могут образовываться в ядрах ледяных гигантов, где тепло вызовет такую ​​же реакцию, как лазеры на ПЭТ-пластик, вызывая «алмазный дождь», который будет проходить через внутреннюю часть планеты. .

«Это означает, — сказал Гленцер, — что бриллианты, вероятно, повсюду. Если это происходит при более низком давлении, чем мы видели ранее, это означает, что они находятся внутри Урана, внутри Нептуна, внутри некоторых спутников, таких как Титан».

Иллюстрация Нептуна

Тобиас Ретч / Future Publishing через Getty ImagesИллюстрация Нептуна в разрезе с подробным описанием ядра и мантии.

Алмазы, путешествующие внутри Нептуна, могут создавать трение, которое объясняет высокие температуры планеты, а образование суперионной воды на Уране может быть проводящими токами, которые придают его магнитному полю странную форму.

Хотя эти теории еще предстоит доказать, новое исследование дает убедительные доказательства того, что наноалмазы и суперионная вода действительно образуются естественным образом на Нептуне и Уране.

Возможно, сказал Краус, эта теория может быть подтверждена в течение следующих 10 лет или около того, когда он ожидает, что космический зонд НАСА будет запущен к Урану.

В любом случае, способность превращать дешевый пластик в полезные материалы, такие как наноалмазы и суперионная вода, может иметь десятки практических применений здесь, на Земле, и это очень радует.


Прочитав об этом новом открытии, прочтите об озере воды, обнаруженном учеными на Марсе. Затем просмотрите фотографию сверхмассивной черной дыры, уничтожающей звезду.

Article Categories:
Интересно

Добавить комментарий

140