• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
4 сентября
Сергей Васильев
1
5 726

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
Позавчера, 10:39
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

Вчера, 11:40
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

30 сентября
Василий Парфенов

В конце сентября, по не установленным пока причинам, возникли утечки на газопроводах «Северный поток». Многие издания и пользователи интернета уже подробно проанализировали (и продолжают обсуждать), каковы политические и экономические последствия этого инцидента. В свою очередь, Naked Science постарается оценить, чем обернется происшествие с точки зрения безопасности судоходства и экологии, а также есть ли шанс на восстановление подводных трубопроводов.

Позавчера, 10:39
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

30 сентября
Василий Парфенов

В конце сентября, по не установленным пока причинам, возникли утечки на газопроводах «Северный поток». Многие издания и пользователи интернета уже подробно проанализировали (и продолжают обсуждать), каковы политические и экономические последствия этого инцидента. В свою очередь, Naked Science постарается оценить, чем обернется происшествие с точки зрения безопасности судоходства и экологии, а также есть ли шанс на восстановление подводных трубопроводов.

Вчера, 11:40
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

6 сентября
Александр Березин

Нашей планете 4,5 миллиарда лет, и 539 миллионов лет на ней тянется эра «явной жизни» (фанерозой) — то есть такой, когда на планете есть крупные, высокоорганизованные животные. Сам собой возникает вопрос: быть может, среди них был разум?

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

4 недели назад
-
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?
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: