تبدیل بطری‌های پلاستیکی به الماس

اخیرا محققان روشی را کشف کرده اند که از بطری های پلاستیکی نانو الماس بسازند.

کد خبر: ۵۰۷۴۶۲

تاریخ: ۱۴ شهريور ۱۴۰۱ - ۱۴:۴۸

به گزارش ایران اکونومیست ، محققان هنگام شبیه سازی بارش الماس در نپتون و اورانوس در آزمایشگاه به روشی دست پیدا کردند که از بطری‌های پلاستیکی نانو الماس بسازند.

به نقل از دیلی میل، فناوری مذکور دور ریز زباله را محدود می‌کند، زیرا نانو الماس‌ها کاربرد‌های وسیعی دارند و در ابزار‌های مختلف از حسگر‌های پزشکی گرفته تا فرایند انتقال دارو به کار می‌روند.

محققان در آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC واقع در کالیفرنیا تصمیم داشتند رویداد بارش الماس را به وجود بیاورند که در اتمسفر نپتون و اورانوس اتفاق می‌افتد. در این دو سیاره عظیم یخی دما چند هزار درجه سانتیگراد است و فشار در اتمسفر آن‌ها چند میلیون بار بیشتر از زمین است. این شرایط سبب می‌شود ترکیبات هیدروکربنی از هم جدا شوند و سپس بخش‌های کربنی فشرده و به الماس‌هایی تبدیل می‌شوند که به اعماق هسته سیارات فرو می‌روند.

پژوهشگران برای تقلید از این فرایند یک لیزر با قدرت بالا را به پلاستیک PET تاباندند و شاهد رشد ساختار‌هایی شبیه الماس بودند. PET یک ماده هیدروکربنی است که به طور معمول در بسته بندی‌های یک بار مصرف به کار می‌رود.

دومینیک کراوس فیزیکدان و استاد دانشگاه راستاک در این باره می‌گوید: PET دارای توازن مناسبی میان کربن، هیدروژن و اکسیژن است به همین دلیل می‌تواند فعل و انفعال در سیارات یخی را شبیه سازی کند. این بدان معنا است که اتم‌های کربن راحت‌تر ترکیب می‌شوند و الماس می‌سازند.

تحقیق جدید چشم اندازی کامل از شیوه شکل گیری بارش الماس‌ها در سیارات دیگر فراهم می‌کند و احتمالا به توسعه روشی نوین برای تولید نانو الماس‌ها منجر می‌شود.

زیگفرید گلنزر مدیر یکی از بخش‌ها در آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC می‌گوید: در تحقیقی پیشین برای نخستین بار شاهد تشکیل الماس از ترکیبات مختلف بودیم. از آن زمان تاکنون آزمایش‌های متعددی با مواد خالص انجام دادیم. اما داخل سیارات اوضاع بسیار پیچیده‌تر است. در آنجا مواد شیمیایی بیشتری وجود دارد که با یکدیگر ترکیب می‌شوند. به همین دلیل در تحقیق جدید خواستیم بدانیم این مواد شیمیایی اضافی چه تاثیری دارند.

محققان برای ایجاد امواج شوک در PET از یک لیزراپتیکی قدرتمند استفاده کردند و با تاباندن اشعه‌های ایکس تحولات در پلاستیک را بررسی کردند. آن‌ها متوجه شدند با کمک روشی به نام پراش اشعه ایکس آرایش اتم‌های ماده به شکل الماس‌های ریز تغییر می‌کند. در مرحله بعد با استفاده از روشی دیگر سرعت و بزرگی تشکیل الماس‌ها را همزمان اندازه گیری کردند.

پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که با استفاده از این روش قطر الماس‌ها به چند نانو متر می‌رسد. همچنین آن‌ها متوجه شدند به دلیل وجود اکسیژن در ماه، نانوالماس‌ها با سرعت بیشتری رشد می‌کنند.

آن‌ها پیش بینی می‌کنند الماس‌ها در نپتون و اورانوس بیشتر از فرایند آزمایشی رشد می‌کنند و احتمالا وزنشان به چند میلیون قیراط می‌رسد. الماس‌های مذکور احتمالا طی هزاران سال در لایه‌های یخی سیارات نفوذ کرده اند و یک لایه ضخیم‌تر دور هسته جامد سیاره به وجود آورده اند.

در کنار این موارد محققان شواهدی از تشکیل آب یونی تند (superionic water) در مجاورت الماس‌ها ردیابی کردند.

این فاز جدید آب که از آن به نام «یخ سیاه داغ» یاد می‌شود، فقط در دما و فشار بسیار زیاد به وجود می‌آید. مولکول‌های آب تحت این شرایط تجزیه می‌شوند و اتم‌های اکسیژن یک شبکه کریستالی به وجود می‌آورند که در آن هسته‌های هیدروژن آزادانه شناور می‌شوند.

این آزمایش نشان می‌دهد عناصر مذکور چگونه شرایطی را تغییر می‌دهند که در آن الماس‌ها روی سیارات یخی عظیم شکل می‌گیرند.