Wissenschaftler verwandelten Kunststoff mit Lasern in Diamanten und heißes Eis


Inspiriert von „Nanodiamanten“, die auf Eisriesen wie Uranus und Neptun gefunden wurden, könnte diese neue Forschung dazu beitragen, die Plastikverschmutzung erheblich zu reduzieren und Plastik im Ozean umzuwandeln.

Nanodiamanten hautnah

Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf in Deutschland haben kürzlich billiges Plastik mit ultrastarken Lasern gesprengt und dabei unglaublich kleine „Nanodiamanten“ geschaffen und die Existenz einer neuen, exotischen Art von Wasser bestätigt.

Mit einem leistungsstarken optischen Laser sprengten die Physiker eine Folie aus Polyethylenterephthalat (PET)-Kunststoff – die Art, die in Wasser- und Sodaflaschen verwendet wird – und erhitzten den Kunststoff für eine unglaublich kurze Zeit, nur Milliardstel davon, auf etwa 10.000 Grad Fahrenheit eine Sekunde, Live-Wissenschaft gemeldet

Das Ergebnis war, dass diese extreme Hitze einen millionenfach stärkeren Druck als die Erdatmosphäre erzeugte, wodurch der Kunststoff ultrakomprimiert und seine molekulare Struktur effektiv entmischt wurde. Kohlenstoffatome innerhalb des Kunststoffs begannen zu kristallisieren und ließen Platz für Wasserstoff und Sauerstoff, um durch das resultierende Gitter herauszudriften.

Der kristallisierte Kohlenstoff verwandelte sich in Nanodiamanten, die Milliardstel Meter maßen, während Wasserstoff und Sauerstoff zu „superionischem Wasser“ oder „superionischem Eis“ wurden Quanta-Magazin angegeben ist ein schwarzes, unglaublich heißes Eis, das tatsächlich die häufigste Form von Wasser im Universum sein könnte.

Entsprechend Neuer Wissenschaftlerleitet superionisches Wasser den Strom auch leichter als normales Wasser.

Also, was hat das alles zu bedeuten?

In praktischen Anwendungen können Nanodiamanten verwendet werden, um Kohlendioxid in andere Gase umzuwandeln und Medikamente in den menschlichen Körper zu transportieren, erklärte der Mitautor der Forschungsstudie, der Physiker Dominik Kraus.

Und möglicherweise könnten Nanodiamanten in Zukunft laut Kraus auch als „ultrakleine und sehr präzise Quantensensoren für Temperatur und Magnetfelder eingesetzt werden, was zu einer Fülle von Anwendungen führen könnte“.

Nanodiamanten

Aber vielleicht am relevantesten für den Durchschnittsbürger ist die Tatsache, dass diese Technik dazu beitragen könnte, die Plastikverschmutzung zu reduzieren, indem sie einen finanziellen Anreiz bietet, Plastik aus dem Meer zu entfernen und es in Nanodiamanten umzuwandeln.

Ein anderer Forscher des Projekts, Siegfried Glenzer vom SLAC National Accelerator Laboratory in Kalifornien, erklärte, dass Wissenschaftler zuvor Nanodiamanten in Laborumgebungen herstellen konnten, aber „die Bedingungen so extrem und dynamisch waren, dass die Diamanten schließlich auseinanderfielen“.

Dieser neue Test erzeugte die Diamanten bei einem viel niedrigeren Druck und könnte, so Glenzer, den Physikern tatsächlich die Möglichkeit bieten, die Diamanten zu ernten.

Das Experiment bot den Physikern auch ein tieferes Verständnis der Natur planetarer Eisriesen wie Neptun und Uranus, deren seltsame Bedingungen Forscher häufig verblüfft haben.

Obwohl Neptun ein Eisriese ist, war er immer unerwartet heiß, und das Magnetfeld von Uranus nimmt eine seltsame Form an.

Wie PET-Kunststoff enthält das Innere von Eisriesen Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff, aber es wurde nie angenommen, dass ihr Innendruck stark genug ist, um zur Bildung von Nanodiamanten zu führen.

Dieses neue Experiment beweist jedoch, dass sich Nanodiamanten sehr wahrscheinlich in den Kernen von Eisriesen bilden könnten, wo die Hitze eine ähnliche Reaktion hervorrufen würde wie die Laser bei PET-Kunststoff und einen „Diamantenregen“ verursachen würde, der durch das Innere des Planeten wandern würde .

„Das bedeutet“, sagte Glenzer, „dass Diamanten wahrscheinlich überall sind. Wenn es bei niedrigerem Druck passiert, als wir es bisher gesehen haben, bedeutet das, dass sie sich in Uranus, in Neptun, in einigen Monden wie Titan befinden.“

Illustration von Neptun

Diamanten, die durch das Innere von Neptun wandern, könnten Reibung erzeugen, die die hohen Temperaturen des Planeten erklären würde, und die Bildung von superionischem Wasser auf Uranus könnte Ströme leiten, die seinem Magnetfeld seine seltsame Form verleihen.

Während diese Theorien noch bewiesen werden müssen, liefert die neue Studie gute Beweise dafür, dass sich auf Neptun und Uranus tatsächlich Nanodiamanten und superionisches Wasser auf natürliche Weise bilden.

Es ist möglich, sagte Kraus, dass diese Theorie innerhalb der nächsten 10 Jahre oder so bestätigt werden kann, wenn er erwartet, dass eine NASA-Raumsonde zum Uranus gestartet wird.

Auf jeden Fall könnte die Fähigkeit, billiges Plastik in nützliche Materialien wie Nanodiamanten und superionisches Wasser umzuwandeln, Dutzende von praktischen Anwendungen hier auf der Erde haben, und das ist etwas, worüber man sich sehr freuen kann.


Nachdem Sie über diese neue Entdeckung gelesen haben, lesen Sie über den See aus Wasser, den Wissenschaftler auf dem Mars entdeckt haben. Sehen Sie sich dann das Foto eines supermassiven Schwarzen Lochs an, das einen Stern zerstört.

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