Explosión de plástico con potentes láseres lo convierte en pequeños diamantes

Los plásticos simples se pueden convertir en pequeños diamantes con un pulso de luz láser, y un proceso similar puede ocurrir dentro de los planetas gigantes, lo que podría explicar algunos de sus misterios.

Física


2 de septiembre de 2022

Diamante con pinzas y lupa.Belleza de piedras preciosas;  ID de Shutterstock 1928999420;  orden de compra: -;  trabajo: -;  cliente: -;  otro: -

Se pueden crear pequeños diamantes con un potente rayo láser.

Shutterstock/tonkid

La voladura de plástico con potentes láseres puede crear pequeños diamantes. Pueden ocurrir procesos similares a las altas temperaturas y presiones que se encuentran dentro de los planetas, lo que podría ayudar a explicar por qué Urano y Neptuno son tan extraños.

Los investigadores han podido crear nanodiamantes antes al hacer brillar láseres en una mezcla de carbono e hidrógeno, pero requería presiones extraordinariamente altas. siegfried glenzer en SLAC National Accelerator Laboratory en California y sus colegas descubrieron que al usar un plástico simple llamado PET, comúnmente utilizado para fabricar botellas y otros recipientes, que contiene carbono, hidrógeno y oxígeno, podían fabricar diamantes en condiciones mucho menos extremas.

Cuando dispararon un potente láser al plástico, este se calentó a temperaturas entre 3200 °C y 5800 °C y las ondas de choque generadas por el pulso del láser llevaron el plástico a presiones de más de 72 gigapascales, lo que equivale a una quinta parte de la presión en El núcleo de la tierra. Esto separó el hidrógeno y el oxígeno del carbono, dejando diminutos diamantes de unos pocos nanómetros de ancho y una forma de agua llamada agua superiónica, que conduce la electricidad más fácilmente que el agua normal.

Esto sucedió a presiones más bajas que en experimentos anteriores con otros materiales, dice Glenzer, y al igual que el PET, el interior de los planetas gigantes contiene oxígeno, así como carbono e hidrógeno.

“Lo que eso significa es que los diamantes probablemente estén en todas partes”, dice Glenzer. “Si ocurre a presiones más bajas que las vistas anteriormente, significa que están dentro de Urano, dentro de Neptuno, dentro de algunas lunas como Titán, que contienen hidrocarburos”.

Tales diamantes que se forman en el manto de Neptuno y luego se hunden hacia su núcleo, generando fricción y calor en el proceso, podrían explicar por qué el planeta está inesperadamente caliente. Y dentro de Urano, las bolsas de agua superiónica sobrantes de la formación de diamantes podrían estar conduciendo corrientes eléctricas, lo que podría tener algo que ver con la extraña forma de su campo magnético.

El próximo paso es incluir este proceso en los modelos de esos mundos y ver si puede explicar algunos de sus muchos misterios, dice Glenzer. Otra es recolectar los nanodiamantes después de que se formen. Materiales similares ya se utilizan en procesos abrasivos industriales y podrían ser útiles en muchas aplicaciones científicas, pero generalmente se producen mediante la detonación de explosivos.

“En los otros experimentos, donde la presión necesaria era mucho mayor, las condiciones eran tan extremas y dinámicas que los diamantes terminaron desmoronándose”, dice Glenzer. “Ahora que hemos encontrado una manera de hacer los diamantes a una presión más baja, es posible que tengamos la oportunidad de cosechar los diamantes”.

Referencia de la revista: Avances de la ciencia, DOI: 10.1126/sciadv.abo0617

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