Diamant je specifickou krystalovou formou uhlíku. Je téměř nejtvrdší přírodní minerál. Uhlík je základním kamenem všech organických látek. Za jistých okolností může rozkladem těchto látek vzniknout diamant, který je vysoce ceněný nejen ve šperkařství, ale i ve vědeckotechnologických aplikacích. Diamant však většinou vzniká jinak než specifickým rozkladem organických látek. Uhlík je přítomen v celém vesmíru, ve hvězdách a často i v anorganických látkách. Třeba na Zemi vznikají podle tradiční teorie diamaty ve svrchním zemském plášti za vysokých teplot (900-1300 °C) a tlaků (4.5-6 GPa) v ultrabazických vyvřelinách. Ve vesmíru vznikají diamanty ve vychladlých hvězdách. Podle nedávného výzkumu inspirovaného ledovými obry, jako je Neptun a Uran, se ukázalo, že s pomocí ultravýkonného laseru se dají obyčejné plasty přeměnit na nanodiamanty. Následující text poupravený výňatek článku na Live Science.
Lucifer
Nanodiamanty jsou diamanty, které měří jen několik nanometrů neboli miliardtin metru. Mají stávající i potenciální využití, například při přeměně oxidu uhličitého na jiné plyny nebo při dodávání léků do těla. Mohly by být také použity jako ultramalé a velmi přesné kvantové senzory teploty a magnetického pole, což může vést k mnoha aplikacím.
Planetární vědci již mnoho let předpokládají, že diamanty vznikají v chladném nitru ledových obrů, jako jsou Neptun a Uran. Aby zjistili, zda je tento proces možný, vzali plát polyethylentereftalátového plastu (PET), který se nachází v plastových lahvích, a pomocí vysoce výkonného optického laseru zahřáli plast na teplotu přibližně 6 000 stupňů Celsia. Tím se na pouhé miliardtiny sekundy vytvořil tlak milionkrát vyšší než v zemské atmosféře. Tento tlak způsobil, že atomy uhlíku v plastu se přetvořily do krystalické struktury, přičemž vodík a kyslík se vznášely v této mřížce.
Pomocí výkonného rentgenového laseru se vědci mohli podívat dovnitř vzorku a vytvořit filmy chemických reakcí, které tam probíhaly. Zaznamenali velmi efektivní tvorbu nanodiamantů uvnitř stlačených plastů v časovém měřítku jen několika nanosekund. Ukazuje se, že tento typ vzniku diamantů je možná častější, než se vědci dosud domnívali, což zvyšuje šanci, že ledoví obři mohou mít kolem svých pevných jader silné vrstvy diamantů.
Experiment také silně naznačuje, že při vysokých teplotách a tlacích, které se vyskytují v nitru takových ledových světů, vzniká exotický stav vody, tzv. superiontový vodní led. Tato zvláštní forma vody umožňuje pohyb protonů skrze mřížku atomů kyslíku. Pokud taková superiontová voda existuje na ledových obrech, jako jsou Uran a Neptun, může pohyb protonů tímto exotickým typem hmoty pomáhat vytvářet zvláštní magnetická pole pozorovaná na těchto planetách.
Dřívější výpočty naznačovaly, že atomy uhlíku, které se pravděpodobně nacházejí v nitru planet, by způsobily, že superiontová voda, která by se tam vytvořila, by byla extrémně nestabilní. Současné experimenty ukazují, že uhlík a voda se demixují prostřednictvím tvorby diamantů. Uvnitř planet se tedy může vyskytovat izolovaná voda, což zvyšuje pravděpodobnost vzniku superiontové vody.
Tato zjištění by mohla mít i další komerční využití. V současné době lidé vyrábějí nanodiamanty detonací uhlíku nebo rozmetáním větších diamantů na kousky pomocí výbušnin, čímž vzniká změť různě velkých diamantů. Nová metoda by byla čistším způsobem výroby diamantů specifických velikostí.
Zdroj: Scientists blasted plastic with lasers and turned it into tiny diamonds and a new type of water, Live Science
16.10.2022, 16:03:16 Publikoval Luciferkomentářů: 3