تولید الماس‌های نانو به روش لیزری با استفاده از پلاستیک

دانشمندان با یک روش جدید لیزری و با استفاده از پلاستیک‌های عادی موفق به تولید ذرات الماس‌های نانو شدند که می‌تواند سرآغاز راه جدیدی برای تولید این مواد دارای کاربردهای گسترده و فزاینده باشد.

کد خبر: ۵۰۷۹۵۱

تاریخ: ۱۵ شهريور ۱۴۰۱ - ۱۱:۴۲

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از تارنمای ساینس‌الرت، دانشمندان با انجام این آزمایش می‌گویند که ممکن است در سیارات مختلف در سراسر جهان کیهانی، بارش باران‌های الماس وجود داشته باشد.

این دانشمندان در گذشته این نظریه را مطرح کرده بودند که فشار و دمای به شدت بالا موجب تبدیل هیدروژن و کربن به الماس‌های جامد در عمق هزاران کیلومتری زیر سطح سیارات به عنوان غول‌های یخی می‌شود.

اکنون تحقیقات جدید منتشر شده در نشریه پیشرفت‌های علم (Science Advances)، افزودن اکسیژن به این ترکیب را نیز مورد بررسی قرار داده و مشخص کرده است که باران الماس ممکن است شایع‌تر از تصورات پیشین باشد.  گمان می‌رود که غول‌های یخی مانند نپتون و اورانوس متداول‌ترین شکل سیارات در خارج از منظومه شمسی باشند و از این رو ممکن است که در سرتاسر جهان کیهانی بارش‌ الماس وجود داشته باشد.

دومینک کراوس فیزیکدان در آزمایشگاه تحقیقاتی HZDR آلمان و یکی از تهیه‌کنندگان این گزارش تحقیقی گفت: بارش الماس بسیار متفاوت از باران روی زمین است.  گمان می‌رود که زیر سطح آن سیارات یک «مایع داغ و غلیظ» وجود داشته باشد که الماس‌ها در آنجا شکل می‌گیرند و به آرامی به سوی پوسته‌های سنگی در فاصله بیش از ۱۰ هزار کیلومتری زیرین سقوط می‌کنند.

کراوس افزود: الماس‌ها در آنجا لایه‌های گسترده‌ای تشکیل می‌دهند که طول آنها به صدها کیلومتر یا حتی بیشتر می‌رسد. هر چند این الماس‌ها ممکن است درخشان و تراش خورده مانند جواهرات روی حلقه نباشند اما از طریق نیروهای مشابهی مانند روی زمین تشکیل می‌شوند.

این گروه پژوهشی به منظور شبیه‌سازی و تکرار این فرآیند ترکیب ضروری کربن، هیدروژن و اکسیژن را در یک منبع آماده یعنی پلاستیک‌های پلی اتیلن ترفتالات (PET‌) پیدا کرد، پلاستیک‌هایی که در ساخت بطری و بسته‌بندی غذا به کار می‌روند.

کراوس در این زمینه اظهار داشت: هر چند در این تحقیق از پلاستیک‌های پلی اتیلن ترفتالات بسیار تمیز استفاده شد اما در اصل این آزمایش با بطری‌های کوکاکولا هم قابل استفاده است.

این تیم سپس در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلک (SLAC National Accelerator Laboratory ) در کالیفرنیا از یک لیزر اپتیکال با نیروی بالا در کنار این ترکیب استفاده کرد.

کراوس خاطرنشان کرد: استفاده از یک اشعه بسیار کوتاه ایکس به آنها اجازه داد که شاهد فرآیند (تولید) الماس‌های نانو باشند – الماس‌های بسیار ریز که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند.

این آزمایش می‌تواند نشان دهنده راه جدیدی برای تولید الماس‌های نانو باشد که کاربردهای گسترده و فزاینده‌ای از جمله در انتقال دارو، حسگرهای پزشکی، جراحی‌های غیرتهاجمی و الکترونیک کوانتومی دارند.  تولید لیزری می‌تواند راه پاک‌تر و کنترل‌شده‌تری برای تولید الماس‌های نانو باشد. با این حال تحقیقات مربوط به باران الماس همچنان در حد نظریه است زیرا آگاهی کمی درباره اورانوس و نپتون وجود دارد که دورترین سیارات در منظومه شمسی هستند.

تنها یک فضاپیما وویجر-۲ ناسا در دهه ۱۹۸۰ از نزدیکی این دو غول یخی عبور کرده و داده‌هایی که ارسال کرده هنوز در تحقیقات استفاده می‌شود. ممکن است در دهه آینده ماموریت دیگری برای تحقیق درباره این دو سیاره اعزام شود.