یک کشف شگفت انگیز و باورنکردنی از پلاستیک!

دانشمندان موفق شدند با استفاده از لیزرهای قدرتمند، پلاستیک ارزان‌قیمت را منفجر کرده و آن‌را به نانو الماس های کوچک تبدیل کنند. آنها با انجام این کار، وجود نوع جدیدی از آب را نیز تایید کردند. این یافته‌ها به‌طور بالقوه می‌توانند وجود باران الماس بر روی غول‌های یخی منظومه شمسی را آشکار کرده و توضیح دهد که چرا این جهان‌های سرد دارای چنین میدان‌های مغناطیسی عجیبی هستند. تکنیک انفجار لیزری هم‌چنین می‌تواند به کاربردهای بیش‌تر زمینی منجر شود.

نانوالماس‌ها، نوعی از الماس هستند که اندازه آنها تنها چند نانومتر یا یک میلیاردم متر است. دومینیک کراس، یکی از نویسندگان این مطالعه در گفتگو با لایو ساینس گفت:

آنها هم کاربردهای موجود و هم بالقوه دارند که از جمله آنها می‌توان به تبدیل دی‌اکسید کربن به گازهای دیگر و رساندن دارو به بدن اشاره کرد. نانوالماس‌ها هم‌چنین می‌توانند به عنوان حسگرهای کوانتومی بسیار کوچک و دقیق برای دما و میدان‌های مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند که ممکن است به کاربردهای فراوانی منجر شود.

کراس در ادامه افزود که این تکنیک هم‌چنین، انگیزه مالی برای پاکسازی و تبدیل پلاستیک‌ها از اقیانوس و دیگر آلودگی‌های پلاستیکی را افزایش خواهد داد.

آزمایش تبدیل پلاستیک به الماس

در طول سال‌ها، دانشمندان سیاره‌شناسی به تشکیل الماس‌ها در فضای داخلی سرد غول‌های یخی مانند نپتون و اورانوس مشکوک بودند. اگر این الماس‌ها تشکیل شوند، بدین معنا است که در فضای داخلی این جهان‌های یخ‌زده، باران خواهد بارید.

برای بررسی آنکه این فرآیند امکان‌پذیر است یا خیر، محققان ورقه‌ای از پلاستیک پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) که در بطری‌های پلاستیکی یافت می‌شود را جدا کردند و از یک لیزر نوری پرقدرت در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC، برای گرم کردن پلاستیک تا حدود 6000 درجه سانتی‌گراد استفاده کردند.

این فشار، تنها در یک میلیاردم ثانیه، فشاری میلیون‌ها برابر بیش‌تر از اتمسفر زمین را ایجاد کرد و با وارد کردن شوک به پلاستیک، باعث شد اتم‌های کربن موجود در پلاستیک به ساختار کریستالی تبدیل شوند و هیدروژن و اکسیژن در این شبکه به حرکت دربیایند.

کراس افزود:

با استفاده از یک لیزر پرتو ایکس قوی، می‌توانیم به نمونه داخل نگاه کنیم و مستندانی از واکنش‌های شیمیایی که در آنجا اتفاق می‌افتند را ثبت و ضبط کنیم. ما شاهد شکل‌گیری بسیار کارآمد نانو الماس ها در داخل پلاستیک‌های فشرده در محدوده زمانی آزمایش‌هایمان (چند نانوثانیه) بودیم.

تحقیقات جدید نشان می‌دهند که این نوع تشکیل الماس، ممکن است بیش از آنچه دانشمندان تصور داشتند، رایج باشد و این احتمال را تقویت کرده که غول‌های یخی، دارای لایه‌های ضخیم الماس در اطراف هسته‌های جامد خود هستند.

این آزمایش هم‌چنین ثابت می‌کند که در سطوح بالای دما و فشار که در فضاهای داخلی جهان‌های یخی یافت می‌شود، یک حالت عجیب و غریب از آب، به نام یخ - آب فوق‌یونیک ظاهر می‌شود.

این شکل عجیب آب، به پروتون‌ها اجازه می‌دهد تا درون شبکه‌ای از اتم‌های اکسیژن حرکت کنند. کراس هم‌چنین گفت که در صورتی که این آب ابریونیک بر روی غول‌های یخی نظیر اورانوس و نپتون وجود داشته باشند، حرکت پروتون‌ها از طریق این ماده عجیب، ممکن است به تولید میدان‌های مغناطیسی مرموز مشاهده شده در آن سیارات کمک کند. محاسبات گذشته نشان می‌دهند که اتم‌های کربنی که احتمالا در فضای داخلی سیاره‌ها یافت می‌شوند، آب‌های ابریونیک تشکیل شده در آنجا را بسیار ناپایدار می‌کند.

با این حال، کراس گفت:

آزمایش‌های ما اکنون نشان می‌دهند که کربن و آب از طریق تشکیل الماس با یکدیگر ترکیب می‌شوند. بنابراین، آب جدا شده می‌تواند در داخل سیارات وجود داشته باشد که احتمال تشکیل آب فوق‌یون را بیشتر می‌کند.

هم‌چنین احتمالا به‌زودی، یک فضاپیما از همسایگان یخی زمین دیدن خواهد کرد تا بررسی کند که آیا باران الماس و آب رمزآلود که مورد گمانه‌زنی قرار گرفته است، واقعا در آنجا وجود دارد یا خیر.

کراس در ادامه افزود:

امیدواریم ظرف یک دهه آینده، همان‌طور که طبق بررسی ده‌ساله به عنوان بالاترین تعیین شده است، یک کاوشگر فضایی جدید ناسا به سمت اورانوس پرتاب شود.

این یافته‌ها هم‌چنین می‌توانند کاربردهای تجاری بیش‌تری را در بر داشته باشند. در حال حاضر، افراد از طریق انفجار کربن یا انفجار الماس‌های بزرگ‌تر با استفاده از مواد منفجره، نانو الماس می‌سازند و انبوهی از الماس‌هایی با اندازه‌های مختلف را ایجاد می‌کنند. کراس در پایان گفت که روش جدید، راهکار تمیزتری برای ساخت الماس با اندازه‌های خاص خواهد بود.

227227