重现天王星上的钻石雨:科学家使用X射线激光将塑料转化为钻石


重现天王星上的钻石雨:科学家使用X射线激光将塑料转化为钻石


你敢相信吗?科学家已经把塑料变成了钻石 。 利用高能激光器 , 研究小组对塑料瓶中常用的PET样品进行了轰击 , 产生强烈的热量和压力 , 形成微小的钻石 , 这些钻石可能会自然落在天王星和海王星等行星上 。
【重现天王星上的钻石雨:科学家使用X射线激光将塑料转化为钻石】
在地球上 , 钻石因其稀有而被珍视 。 但在其他星球上 , 它们可能像岩石一样常见 。 在天王星和海王星这样的冰巨星上 , 人们认为极端的压力会压缩氢和碳等元素 , 形成固体钻石 , 然后这些钻石会像雨一样穿过大气层 。
虽然 , 这一现象尚未被直接检测到 , 但2017年 , 一组科学家报告称 , 他们在实验室重现了这一过程 。 他们用世界上最强大的X射线激光器 Linac 相干光源(LCLS)对碳氢化合物材料样本进行了探测 。 这立即将它们加热到高达6000°C的温度 , 并产生数百万个大气压的强大冲击波 , 形成微小的“纳米钻石” 。
尽管 , 实验表明这在技术上是可行的 , 但研究小组表示 , 原始的碳氢化合物材料 , 如聚苯乙烯 , 并不能准确地模拟这些冰巨星内部的元素 。 氧气也大量存在 , 所以研究人员研究了其他材料 , 可以引入这种关键元素的混合 。
他们选定了PET , 一种常用于食品和饮料包装的塑料 , 它在碳、氢和氧之间具有良好的平衡 。 该团队重复了这个实验 , 用 LCLS 扫描薄膜 PET样本 , 然后使用两种不同的成像技术 , 不仅检查纳米钻石是否形成 , 而且检查它们生长的速度和大小 。 果然 , 他们检测到钻石密度高达每立方厘米3.87克 。
“氧气的作用是加速碳和氢的分裂 , 从而促进纳米钻石的形成 , ”该研究的作者之一多米尼克·克劳斯(Dominik Kraus)说 。 “这意味着碳原子可以更容易结合 , 形成钻石 。 ”
这项研究不仅支持了冰巨行星上有钻石雨的假设 , 而且该团队表示 , 它还展示了一种新的潜在制造这些微小钻石的技术 , 这些钻石被用于工业磨料、抛光剂 , 也许有一天还会用于高灵敏度的量子传感器 。
这项研究发表在《科学进展》杂志上 。
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