Gli scienziati hanno fatto esplodere la plastica con i laser e l’hanno trasformata in minuscoli diamanti e in un nuovo tipo di acqua

Una nuova ricerca ispirata ai giganti del ghiaccio come Nettuno e Urano mostra che i laser possono trasformare una comune plastica in minuscoli diamanti.

Utilizzando laser ultrapotenti, gli scienziati hanno fatto esplodere plastica economica e l’hanno trasformata in minuscoli “nanodiamanti” – e, così facendo, hanno confermato l’esistenza di un nuovo tipo di acqua esotica. .

I risultati potrebbero potenzialmente rivelare l’esistenza della pioggia di diamanti sui giganti di ghiaccio nel nostro sistema solare e spiegare perché questi mondi gelidi hanno campi magnetici così strani. La tecnica della sabbiatura laser potrebbe anche portare ad applicazioni più terrestri.

I nanodiamanti sono diamanti che misurano solo pochi nanometri, ovvero miliardesimi di metro. Hanno applicazioni sia esistenti che potenziali, come trasformare l'anidride carbonica in altri gas e somministrare farmaci nel corpo, ha detto a WordsSideKick.com il coautore dello studio Dominik Kraus, fisico dell'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf in Germania.

"I nanodiamanti potrebbero anche essere utilizzati come sensori quantistici ultrapiccoli e molto precisi per la temperatura e i campi magnetici, il che potrebbe dar luogo a una miriade di applicazioni", ha affermato Kraus.

La tecnica potrebbe anche ridurre l’inquinamento da plastica creando un incentivo finanziario per eliminare e trasformare la plastica dall’oceano, ha affermato.

Per molti anni, gli scienziati planetari hanno sospettato che i diamanti si formassero all’interno dei ghiacciati giganti del ghiaccio come Nettuno e Urano.

Se questi diamanti si formassero, “pioverebbero” attraverso l’interno di questi mondi ghiacciati.

Per vedere se questo processo fosse fattibile, i ricercatori hanno preso un foglio di plastica di polietilene tereftalato (PET) - il tipo che si trova nelle bottiglie di plastica - e hanno utilizzato un laser ottico ad alta potenza trovato nello strumento Matter in Extreme Condition nel laboratorio dello SLAC National Accelerator Laboratory. Linac Coherent Light Source per riscaldare la plastica a circa 10.000 gradi Fahrenheit (6.000 gradi Celsius).

Ciò ha creato pressioni milioni di volte maggiori di quella dell'atmosfera terrestre per soli miliardesimi di secondo. Questa pressione schiacciante ha scioccato la plastica, provocando la riconfigurazione degli atomi di carbonio nella plastica in una struttura cristallina, con idrogeno e ossigeno che si spostavano attraverso questo reticolo.

"Utilizzando un potente laser a raggi X, potremmo guardare all'interno del campione e creare filmati delle reazioni chimiche che avvengono lì", ha detto Kraus. "Abbiamo osservato una formazione molto efficiente di nanodiamanti all'interno della plastica compressa nell'arco dei tempi dei nostri esperimenti: solo pochi nanosecondi."

La nuova ricerca mostra che questo tipo di formazione di diamanti potrebbe essere più comune di quanto gli scienziati credessero in precedenza, aumentando le possibilità che i giganti del ghiaccio possano sfoggiare spessi strati di diamanti attorno ai loro nuclei solidi.

L’esperimento suggerisce inoltre fortemente che alle alte temperature e pressioni riscontrate all’interno di tali mondi ghiacciati, emerge uno stato esotico dell’acqua, chiamato ghiaccio d’acqua superionico.

Questa strana forma di acqua consente ai protoni di muoversi attraverso un reticolo di atomi di ossigeno. Se tale acqua superionica esiste su giganti ghiacciati come Urano e Nettuno, il movimento dei protoni attraverso questo tipo esotico di materia potrebbe aiutare a generare i peculiari campi magnetici osservati su quei pianeti, ha detto Kraus.

Calcoli precedenti suggerivano che gli atomi di carbonio probabilmente presenti all’interno dei pianeti avrebbero reso estremamente instabile l’acqua superionica che si fosse formata lì.

Ma "i nostri esperimenti ora mostrano che il carbonio e l'acqua si stanno demiscelando [la separazione involontaria delle sostanze in una miscela] attraverso la formazione di diamanti", ha detto Kraus. “Pertanto, all’interno dei pianeti può essere presente acqua isolata, il che rende più probabile la formazione di acqua superionica”.

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E presto potrebbe essere possibile per una navicella spaziale visitare i nostri vicini ghiacciati per vedere se lì esistono effettivamente la pioggia di diamanti e l’acqua esotica.