Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
4 сентября
Сергей Васильев
1
5 840

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, 13:24
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

Вчера, 18:06
Василий Парфенов

Украинская частная космическая компания Promin Aerospace, несмотря на сложную обстановку в стране, продолжает работу над ракетой оригинальной конструкции. Первый тестовый запуск намечен на первую половину 2023 года. В свежем интервью основатель стартапа рассказал, что даже если прототип не получится отправить в полет на родине, сроки не должны сильно измениться.

Вчера, 15:23
Ольга Иванова

Оказалось, за накопление жира после периода ограничения в питании ответственен определенный тип кишечных бактерий. Китайские ученые назвали способ борьбы с этими микроорганизмами.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

Позавчера, 13:24
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

2 декабря
Анна Новиковская

Найти лекарство от старости — заветная мечта человечества, но вполне может оказаться, что для мужчин и для женщин их придется разрабатывать по отдельности. Во всяком случае, один из самых многообещающих антивозрастных препаратов, рапамицин, по-разному воздействовал на самцов и самок дрозофил, продлив жизнь одним и не повлияв на других.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

[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?
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: