Diamenty z plastikowych butelek. Cenne kamienie stworzone w laboratorium

Zespół badaczy z Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda zasymulował warunki, jakie panują na odległych planetach. Dzięki doświadczeniu udało się zmienić pospolite tworzywo w cenne kamienie.

Badacze wygenerowali diamenty z tworzywa PETBadacze wygenerowali diamenty z tworzywa PET
Źródło zdjęć: © Lic. CC0, Pixabay
Łukasz Michalik

Eksperyment, przeprowadzony przez badaczy z Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda (ang. Stanford Linear Accelerator Center, SLAC) znalazł niezwykłe zastosowanie dla plastiku PET, czyli poli(tereftalanu etylenu). To substancja powszechnie stosowana m.in. do produkcji butelek.

Zadaniem eksperymentu była próba odtworzenia warunków, jakie panują na lodowych olbrzymach, Uranie i Neptunie. Ekstremalnie wysokie – liczone w gigapaskalach – ciśnienie i skład atmosfery sprawiają, że występuje tam zjawisko diamentowych deszczów.

Niezwykle cenne na Ziemi kamienie mogą – według niektórych teorii – dosłownie spadać tam z nieba. Ponieważ Neptun wypromieniowuje więcej energii niż dostarcza mu Słońce, powstała także teoria tłumacząca ten fenomen tarciem diamentów, opadających na dużych głębokościach na jądro planety.

Laser Matter in Extreme Conditions
Laser Matter in Extreme Conditions © Stanford Linear Accelerator Center | Olivier Bonin

Diamenty z butelek PET

Zespół ze SLAC postanowił odtworzyć warunki panujące na lodowych olbrzymach, wykorzystując w tym celu poli(tereftalanu etylenu). Materiał, z którego wytwarza się butelki, składa się głównie z węgla, wodoru i tlenu. Podczas doświadczenia został poddany działaniu bardzo silnego lasera o nazwie Matter in Extreme Conditions (MEC).

Zbyt jasne, by było prawdziwe? Recenzja Hisense MiniLED 65U8Q

Promień MEC generował pary fal uderzeniowych o różnych prędkościach i rozgrzewał badany materiał do niemal 6 tys. stopni Celsjusza, powodując wzrost ciśnienia nawet do 70 gigapaskali. Zdaniem badaczy mogło to odpowiadać warunkom, jakie panują ok. 10 tys. km pod powierzchnią Neptuna i Urana.

Ziemia i Neptun - porównanie wielkości
Ziemia i Neptun - porównanie wielkości © Domena publiczna

W takich warunkach, gdy fale nakładały się na siebie, uwolnione z plastiku atomy węgla zaczęły łączyć się, tworząc diamenty.

Nanodiamenty z laboratorium

W eksperymentalnych warunkach stworzone w ten sposób kamienie były bardzo małe – miały zaledwie kilka nanometrów szerokości. Zdaniem badaczy opracowana metoda może w przyszłości posłużyć do komercyjnego wytwarzania nanodiamentów, używanych m.in. do produkcji akumulatorów.

Obecnie jednym z problemów jest jednak nie tylko nanorozmiar cennych kamieni, ale także fakt, że podczas tworzenia zostały przyspieszone do bardzo dużych prędkości, co wymaga opracowania metody na ich łagodne wyhamowanie.

Wybrane dla Ciebie

Czy to koniec życia na Ziemi? Taka może być przyszłość naszej planety
Czy to koniec życia na Ziemi? Taka może być przyszłość naszej planety
Sztuczna inteligencja przywraca dinozaury. Są jak żywe
Sztuczna inteligencja przywraca dinozaury. Są jak żywe
Rekordowa odległość. Sonda Psyche przekazała sygnał z odległości 350 mln km
Rekordowa odległość. Sonda Psyche przekazała sygnał z odległości 350 mln km
Napęd plazmowy. Nowa broń w walce z kosmicznymi śmieciami
Napęd plazmowy. Nowa broń w walce z kosmicznymi śmieciami
To przez działalność człowieka. Rekiny wielorybie są zagrożone
To przez działalność człowieka. Rekiny wielorybie są zagrożone
NGC 2775. Galaktyka, która wymyka się klasyfikacji
NGC 2775. Galaktyka, która wymyka się klasyfikacji
Powstają na Syberii. Naukowcy wskazują na gaz ziemny
Powstają na Syberii. Naukowcy wskazują na gaz ziemny
Ten fotosynentyczny mikroorganizm jest zagrożony. Naukowcy alarmują
Ten fotosynentyczny mikroorganizm jest zagrożony. Naukowcy alarmują
Nowy model AI przewiduje choroby z wyprzedzeniem 10 lat
Nowy model AI przewiduje choroby z wyprzedzeniem 10 lat
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek