Приобрести-Сплит-Систему | Вызвать-Мужа-На-Час | Заказать-Монтаж-Кондиционера
Рентгеновский лазер может делать промышленные алмазы из пластиковых бутылок
26 сентябрь 2022, 12:10, 195, 0
Практически всем природным ископаемым человек успел найти применение, включая и алмазы. Последние представляют особую ценность благодаря своим уникальным качествам, поэтому учёные постоянно ищут более простые способы их массового производства, а один из них буквально пришёл с неба. Международная исследовательская группа обнаружила, что на Земле можно воспроизвести процесс формирования «алмазного дождя».
Космос и промышленные алмазы
По мнению учёных, на таких планетах как Уран и Нептун, можно наблюдать очень интересное явление, когда из атмосферы вместо всем привычного на Земле дождя выпадают осадки из алмазов. Это происходит из-за крайне высокого давления, которое сдавливает частицы вещества и фактически превращает в небольшие кристаллы. Поэтому поверхность планет может быть усеяна выпавшими алмазными «осадками». Давление – ключевой фактор в образовании драгоценных кристаллов, его используют, чтобы изготавливать искусственные алмазы. Они широко используются как абразив, им покрывают коронки и кромки инструмента для резки камней и высокопрочных сплавов. Конечно, это непростой процесс и требует больших усилий: один из методов производства предполагает сжатие исходного материала под давлением 5 ГПа при температуре 1500 градусов. Новый способ оказался бы большим прорывом для промышленников.
Вполне может оказаться, что проводимые сейчас исследования помогут решить и эту проблему. Международная научная группа как раз заинтересовалась проверкой теории об «алмазном дожде» на других планетах, провела масштабные изыскания и целую серию испытаний, добившись очень интересных результатов.
Алмазы из пластика
Исследовательская группа задалась целью воспроизвести в лабораторных условиях процесс формирования алмазов, который предположительно протекает на других планетах. Для этого им пришлось решить два важных вопроса: что послужит материалом для создания кристаллов и какой метод для этого использовать. С методом определились достаточно быстро, использовав мощнейший рентгеновский лазер. Вместо более привычного для лазеров света в нём применяется электромагнитное излучение в рентгеновском диапазоне. Проще говоря, он испускает сфокусированные импульсы электронов с большой энергией, при помощи которых миллионы раз в секунду облучает цель.
С материалом оказалось сложнее. Его главная составляющая – это углерод, из которого и образуется алмаз, поэтому исследователи остановили свой выбор на обычной пластике, он как раз и состоит из углеводородов (соединения углевода). Правда, подходящий вид пластика подобрать оказалось сложнее, поскольку требовалось и наличие других веществ, в частности, кислорода, для успешного завершения процесса. После долгих проб и ошибок учёные решили использовать полиэтилентерефталат, ПЭТ, из него в огромном количестве производят бутылки для воды и напитков, тарелки и много других товаров.
Испытания проводились при помощи Linac Coherent Light Source, самого мощного рентгеновского лазера в мире, а в качестве мишени использовали тонкую пластиковую плёнку. В ходе испытаний лазер мгновенно нагрел пластик до температуры 6000 градусов Цельсия. Внешняя часть плёнки не просто испарилась, она взорвалась. Сила взрыва была настолько велика, что её хватило для сжатия внутренней части пластика и образования микроскопических наноалмазов. Здесь большую роль сыграл тот самый кислород в составе ПЭТ, его оказалось ровно столько, чтобы освободить углерод от всех остальных веществ.
Проведённый эксперимент может оказаться полезным не только учёным, которые стремились удовлетворить академический интерес. Созданные таким образом алмазы могут использоваться в качестве абразива. Если удастся приспособить такой способ производства для промышленности, можно будет выпускать их в большом количестве.
Источник: https://novate.ru/news/8003/