• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.09.2022
Сергей Васильев
1
5 972

Моделирование недр гигантских планет открыло новый способ получения алмазов

5.3

Немецкие физики использовали лазер и пластик, чтобы имитировать условия в глубине ледяных гигантов, и заодно нашли метод получения алмазов из мусора.

©Blaurock, HZDR

Уран и Нептун – ледяные гиганты, массивные планеты, состоящие, в основном, из воды, аммиака и метана. Опускаясь все глубже в недра, они подвергаются воздействию огромного давления. Содержащие углерод соединения преобразуются в алмазы, выпадающие своеобразным «дождем». Этот процесс, предсказанный еще в 1970-х, несколько лет назад удалось продемонстрировать в лаборатории, когда Доминик Краус (Dominik Kraus) и его соавторы сжали образец углеводородного полистирола с помощью ударных волн, которые создавали импульсами сверхмощного лазера.

Однако, воспроизводя условия, существующие в недрах ледяных гигантов, ученые упустили один важный компонент, который присутствует там: кислород. Поэтому в своей новой работе Доминик Краус и его коллеги из научно-исследовательского Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф провели аналогичные эксперименты с ПЭТ-пластиком, в составе которого имеются и углерод, и водород, и кислород в подходящих пропорциях. Их результаты представлены в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Как и прежде, ученые использовали рентгеновский лазер LCLS американской лаборатории SLAC. Его импульсы моментально разогревали образец до 6000 °C, создавая ударные волны. Интерферируя, эти волны порождали участки экстремально высокого давления величиной до 125 ГПа, – как в недрах ледяных гигантов, – в которых и формировались кристаллы алмазов. Физики наблюдали за ними с помощью методов малоуглового рентгеновского рассеяния. Как и ожидали ученые, использование ПЭТ действительно упрощало появление алмазов и увеличивала их количество. Одного импульса было достаточно для создания нескольких миллиардов крошечных кристаллов. Это позволило подтвердить гипотезу об «алмазных дождях» в недрах ледяных гигантов.

Побочным продуктом этого процесса оказался водный лед в суперионной фазе. Кристаллическая решетка такого льда образована атомами кислорода, тогда как ионы водорода могут свободно двигаться по ней. Это делает суперионный лед отличным проводником, благодаря чему он способен участвовать в формировании глобального магнитного поля ледяных гигантов. Ученые полагают, что тот же подход пригодится не только для научных исследований, но и на практике: для получения алмазов из пластиковых отходов.

В самом деле, ПЭТ (полиэтилентерефталат) – один из самых популярных в промышленности полимеров, который используется, например, для изготовления пластиковых бутылок и пищевых контейнеров. Вряд ли все эти объемы получится превратить в алмазы, да и необходимости в этом нет. Однако для целого ряда практических применений ПЭТ может послужить дешевым источником мелких алмазов – например, при производстве абразивных и полирующих материалов, квантовых сенсоров и т.д.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 17:01
Андрей

Международная группа геологов выяснила, когда начал отступать антарктический ледник Туэйтса, который называют «ледником Судного дня».

Вчера, 15:05
Ольга Иванова

Немецкие ученые изучили Danionella cerebrum — небольшой вид рыб длиной около 12 миллиметров. И выяснили, как эта крошка способна издавать звуки более 140 децибел.

11 часов назад
Юлия Трепалина

От газовой плиты в воздух на кухне, а затем и в органы дыхания попадает больше крошечных аэрозольных частиц размером в один-три нанометра, чем от выхлопов автомобилей, работающих на бензине или дизельном топливе. Это показал эксперимент в новом американо-немецком исследовании.

26 февраля
Дарья Губина

В 2022 году зонд DART столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Ученые хотели проверить, можно ли сбить с траектории небольшое, но потенциально опасное для нашей жизни космическое тело. Оказалось, DART не только изменил орбиту маленького объекта, но и полностью его «переворошил».

25 февраля
Руслан Руслан

Компания Neuralink, при помощи которой предприниматель Илон Маск надеется совершить революцию в интерфейсах «мозг-компьютер» (BCI), впервые имплантировала человеку устройство «чтения мыслей». Об этом Маск сообщил в твите, опубликованном 29 января. Однако, некоторые обеспокоены отсутствием прозрачности вокруг имплантата, который должен дать возможность управлять устройствами посредством мысли. Реакции ученых и экспертов на это событие обобщает медиа-редакция Nature, а Naked Science приводит перевод этой статьи.

26 февраля
Юлия Трепалина

Немецкие ученые рассказали о преимуществах новой технологии промышленного производства яблочного сока — с помощью метода спирального пресса с фильтрацией (spiral filter press). Исследователи установили, что он позволяет в четыре раза увеличить содержание в соке полезных для здоровья веществ по сравнению с более традиционным способом отжима.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
Интересно, что следствием "алмазного дождя" могут быть алмазные литосферы на планетах-огарках горячих нептунов. И алмазные межзвездные метеороиды, выброшенные с таких планет мега-импактами (которые, несомненно, случаются и в зрелых планетных системах))
Подтвердить?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: