Kutatásokat indítottak az Uránusz és a Neptunusz belsejében uralkodó körülmények szimulálására.
Egy műanyag palack gyémánttá alakítása fantáziának tűnhet, de egy ilyen kísérletet már sikeresen elvégeztek laboratóriumban. Ahogy arról a marca.com is beszámolt , a drezdai Helmholtz Központ és a Rostocki Egyetem fizikusai megtanultak körülbelül 10 billió nanogyémántot előállítani egyetlen nagy teljesítményű lézerimpulzussal, amelyet egy vékony PET-rétegre irányítottak – az anyagra, amelyből a vizespalackokat készítik.
A kutatás fő újdonsága, hogy a tudósoknak most először sikerült nemcsak nanogyémántokat létrehozniuk, hanem épségben össze is állítaniuk azokat. A munka eredményeit a Diamond and Related Materials tudományos folyóiratban tették közzé.
Első pillantásra kialakulásuk folyamata meglehetősen egyszerű. Egy nagy teljesítményű lézert percenként háromszor irányítanak egy műanyag fóliára. Lökéshullámot hoznak létre, amely körülbelül 100 gigapascal nyomás alatt összenyomja az anyagot – ez majdnem egymilliószor nagyobb nyomás, mint a légköri nyomás. Néhány nanoszekundumon belül a szénatomok átrendeződnek, és gyémántokat alkotnak.
A következő lépésben azonban nehézségek merültek fel. A kristályok több mint 10 kilométer/másodperc sebességgel repülnek ki, így bármilyen kemény felülettel való ütközés elpusztíthatja őket. Ennek megakadályozása érdekében a kutatók egy lágy gélt helyeztek a műanyag fólia mögé. Ez lágyítja az ütés erejét, és vízben oldva lehetővé teszi az egész részecskék összegyűjtését.
Minden nanogyémánt körülbelül három nanométer méretű, és körülbelül 3000 szénatomból áll.
„Különleges pillanat volt ez sok évnyi munka után” – mondta a tanulmány első szerzője, Ben Goiser.
A kutatást az Uránusz és a Neptunusz belsejében uralkodó körülmények szimulálására indították. A tudósok azt feltételezik, hogy e bolygók belsejében a metán hatalmas nyomás hatására gyémántokká alakul, amelyek később csapadék formájában hullanak ki.
Ugyanakkor az új módszer alternatívát jelenthet a nanogyémántok jelenlegi ipari előállításával szemben. Jelenleg robbanóanyagokat használnak ehhez, és a keletkező kristályok fémmaradványokat tartalmaznak, amelyeket savval kell eltávolítani.
A nanogyémántokat már használják felületek polírozására. Ezenkívül az új technológia lehetővé teszi más elemek atomjainak bevitelét az összetételükbe. Ez megnyithatja az utat az ilyen kristályok kvantumérzékelőkben és kontrasztanyagként való felhasználása előtt a mágneses rezonancia képalkotás során.
A jelenlegi, percenként három lézerimpulzusos termelési sebesség azonban még nem elegendő az ipari alkalmazásokhoz. Ezért a csapat már egy olyan lézer létrehozásán dolgozik, amely másodpercenként akár 10 impulzust is képes előállítani.
