Tạo ra kim cương nano từ chai nhựa

Nghiên cứu mới cung cấp một bức tranh đầy đủ hơn về cách mưa kim cương hình thành trên các hành tinh khác.
Tạo ra kim cương nano từ chai nhựa
Mưa kim cương. Nguồn: AnatolyM

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng "mưa kim cương", lượng mưa độc nhất từ ​​lâu đã được suy đoán là xảy ra trên các hành tinh khổng lồ băng giá.

Để tìm hiểu thêm về hiện tượng trên các hành tinh khổng lồ băng Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đức và Pháp đã tạo ra một thí nghiệm hấp dẫn, theo một bài báo được Physic.org đăng tải hôm thứ Sáu.

Trong một thí nghiệm trước đó, các nhà khoa học đã xem xét một loại nhựa được tạo thành từ hydro và carbon, hai nguyên tố quan trọng để hiểu toàn bộ cấu tạo hóa học của Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương.

Trong thí nghiệm gần đây, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhựa PET, loại nhựa thường được sử dụng trong bao bì thực phẩm, chai nhựa và hộp đựng, để tái tạo chính xác hơn thành phần của các hành tinh này.

Dominik Kraus, một nhà vật lý tại HZDR và ​​là giáo sư tại Đại học Rostock cho biết: “Tác dụng của oxy là đẩy nhanh quá trình tách carbon và hydro và do đó khuyến khích sự hình thành kim cương nano. Điều đó có nghĩa là các nguyên tử carbon có thể kết hợp dễ dàng hơn và tạo thành kim cương".

Nghiên cứu mới cung cấp bức tranh toàn cảnh về cách mưa kim cương hình thành trên các hành tinh khác và có thể dẫn đến một phương pháp sản xuất kim cương nano mới, có nhiều ứng dụng trong phân phối thuốc, cảm biến y tế, phẫu thuật không xâm lấn, sản xuất bền vững và điện tử lượng tử.

Siegfried Glenzer, Giám đốc Bộ phận mật độ năng lượng cao tại SLAC, cho biết: "Bài báo trước đây là lần đầu tiên chúng tôi trực tiếp nhìn thấy sự hình thành kim cương từ bất kỳ hỗn hợp nào. Kể từ đó, đã có khá nhiều thí nghiệm với các vật liệu tinh khiết khác nhau".

"Nhưng bên trong các hành tinh nó phức tạp hơn nhiều, có nhiều hóa chất hơn trong hỗn hợp. Và vì vậy, những gì chúng tôi muốn tìm ra ở đây là loại hóa chất bổ sung này có tác dụng gì".

Kim cương từ chai nhựa
Để tạo ra sóng xung kích trong PET, các nhà nghiên cứu đã sử dụng tia laser quang học công suất cao tại thiết bị Vật chất với điều kiện khắc nghiệt (MEC) tại Nguồn sáng kết hợp Linac (LCLS) của SLAC. Sau đó, sử dụng xung tia X của LCLS.

Họ quan sát các nguyên tử của vật liệu sắp xếp lại thành các vùng kim cương nhỏ bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là nhiễu xạ tia X. Và sau đó được sử dụng, tán xạ góc nhỏ, một phương pháp để đo lường mức độ lớn và nhanh của các vùng đó phát triển cùng một lúc, phương pháp này không được sử dụng trong bài báo đầu tiên.

Các nhà khoa học xác định rằng những vùng kim cương này lớn lên đến vài nanomet bằng cách sử dụng phương pháp bổ sung này. Họ phát hiện ra sự hiện diện của oxy trong vật liệu cho phép các viên kim cương nano phát triển với tốc độ nhanh hơn.

Các nhà nghiên cứu dự đoán, những viên kim cương trên Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương sẽ phát triển lớn hơn nhiều so với những viên kim cương nano được tạo ra trong các thí nghiệm này, có thể nặng tới hàng triệu carat.

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng chúng có thể từ từ chìm qua các lớp băng của hành tinh và tạo thành một lớp bling dày xung quanh lõi hành tinh rắn trong hàng nghìn năm.

Ngân Nguyễn
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM