Ten laser zmienia plastik w diamenty. Recykling idealny?
Diamenty wcale nie muszą być takie drogie, bo jak udowodnili właśnie naukowcy, do ich produkcji wystarczy tylko trochę... plastiku. A mówiąc całkiem poważnie, nowe badanie przynosi nie tylko nową metodę produkcji kamieni szlachetnych, ale i wiedzę na temat tzw. diamentowych deszczów na innych planetach.
Ze względu na rzadkość występowania diamenty osiągają często takie ceny, że większość "zwykłych śmiertelników" może o nich tylko pomarzyć (albo musi zadowolić się maleńkimi nieidealnymi okazami). Jak się jednak okazuje są takie planety, gdzie te kamienie szlachetne mogą być tak powszechne jak skały - naukowcy są przekonani, że na lodowych olbrzymach, jak Uran i Neptun, ekstremalne ciśnienie kompresuje takie pierwiastki, jak wodór i węgiel, tworząc wewnątrz tych planet diamenty, które następnie opadają głębiej w stronę jądra.
Diamentowe deszcze możliwe także na Ziemi?
Czy możliwe jest odtworzenie tego zjawiska na naszej planecie? Wiele na to wskazuje, bo naukowcom udało się tego dokonać z wykorzystaniem laserów o dużej mocy oraz próbek PET, czyli tworzywa sztucznego używanego powszechnie do produkcji butelek do napojów. Mówiąc precyzyjniej, badacze skierowali lasery na tworzywo, aby wytworzyć intensywne ciepło i ciśnienie umożliwiające utworzenie maleńkich diamentów, które mogą naturalnie występować na wspomnianych lodowych olbrzymach.
Mowa o zjawisku, które nie zostało bezpośrednio zaobserwowane, bo ze względu na swoje położenie na skraju Układu Słonecznego lodowe olbrzymy są niezwykle trudne do poznania, ale odtworzone w laboratorium.
Udało się tego dokonać już w 2017 roku, wykorzystując najpotężniejszy laser rentgenowski na świeci, czyli Linac Coherent Light Source (LCLS), który podgrzał próbki materiałów węglowodorowych do temperatury 6000°C i wygenerował ciśnienie kilku atmosfer, tworząc nanodiamenty.
I chociaż eksperyment pokazał, że zjawisko jest technicznie możliwe, autorzy badania nie byli do końca zadowoleni z wyników. Dlaczego? Ich zdaniem materiały węglowodorowe, jak polistyren, nie oddają wiernie pierwiastków obecnych we wnętrzu lodowych olbrzymów, gdzie znajdują się też duże ilości tlenu - w związku z tym zdecydowali się powtórzyć badania, uwzględniając ten ostatni. Tym razem sięgnęli więc po PET, który charakteryzuje się równowagą węgla, wodoru i tlenu, a do tego zdecydowali się nie tylko sprawdzić, czy diamenty się pojawiły, ale też jak szybko i jak duże urosły - po działaniu lasera wykryli zagęszczenie diamentów na poziomie do 3,87 grama na centymetr sześcienny.
Działanie tlenu miało przyspieszyć rozszczepianie węgla i wodoru, a tym samym zachęcić do tworzenia nanodiamentów. Miało sprawić, by atomy węgla mogły łatwiej się łączyć i tworzyć diamenty
Mówiąc krótko, eksperyment zakończył się pełnym sukcesem, nie tylko dostarczając nowych informacji na temat zjawiska diamentowych deszczy na lodowych olbrzymach (a mówiąc precyzyjniej w ich wnętrzu), ale i demonstrując nową skuteczną technikę produkcyjną diamentów i potencjalnie recyklingu plastiku.
