2022-09-04 07:15:17

用强大的激光爆破塑料会使其变成微小的钻石

简单的塑料可以通过激光脉冲变成微小的钻石,类似的过程可能发生在巨大的行星中,这可以解释它们的一些奥秘

用强大的激光冲击波可以制造出小钻石

用强力激光爆破塑料可以制造出微小的钻石。类似的过程可能发生在行星内的高温高压下,这可以帮助解释为什么天王星和海王星如此奇怪。

以前,研究人员曾通过向碳和氢的混合物发射激光来制造纳米钻石,但这需要超高的压力。加州SLAC国家加速器实验室的齐格弗里德·格伦泽和他的同事们发现,通过使用一种叫做PET的简单塑料——通常用于制造瓶子和其他容器——含有碳、氢和氧,他们可以在不那么极端的条件下制造钻石。

当他们向塑料发射强大的激光时,塑料被加热到3200°C到5800°C之间,激光脉冲产生的冲击波将塑料的压力提高到720亿帕,相当于地核压力的五分之一。这将氢和氧从碳中分离出来,留下几纳米宽的小钻石和一种叫做超离子水的水,这种水比普通水更容易导电。

格伦泽说,与之前使用其他材料进行的实验相比,这是在较低的压力下发生的,而且像PET一样,巨型行星的内部包含氧、碳和氢。

“这意味着钻石可能到处都是,”格兰泽说。“如果它发生在比以前看到的更低的压力下,这意味着它们在天王星、海王星、泰坦等一些卫星中,这些卫星中含有碳氢化合物。”

这样的钻石在海王星的地幔中形成,然后向它的核心下沉,在这个过程中产生摩擦和热量,这可以解释为什么这颗行星出乎意料地热。在天王星内部,钻石形成留下的超离子水可能正在导电,这可能与天王星磁场的奇怪形状有关。

格伦泽说,下一步是将这一过程纳入这些世界的模型,看看它是否能解释其中的一些奥秘。另一种方法是在纳米钻石形成后收集它们。类似的材料已经在工业研磨过程中使用,并可能在许多科学应用中有用,但通常是通过引爆炸药来生产。

格伦泽说:“在其他实验中,必要的压力要高得多,条件如此极端和动态,以至于钻石最终分崩离析。”“现在我们已经找到了在较低压力下制造钻石的方法,我们可能有机会真正收获钻石。”

Follow On Google News