Фото: pexels
Про це повідомляє Marca.
Експеримент провели фізики з Центру Гельмгольца в Дрездені та Ростокського університету. Вони використали тонку плівку з поліетилентерефталату (ПЕТ) — матеріалу, з якого виготовляють пластикові пляшки для води.
Результати дослідження опублікували в науковому журналі Diamond and Related Materials. Головним досягненням стало те, що вченим вдалося не лише утворити нанодіаманти, а й отримати їх неушкодженими.
Для експерименту на ПЕТ-плівку спрямовують потужний лазер. Його імпульс створює ударну хвилю, яка стискає матеріал під тиском близько 100 гігапаскалів. Це майже в мільйон разів перевищує атмосферний тиск.
Упродовж кількох наносекунд атоми вуглецю перебудовуються та формують кристали алмазу. Нині дослідники можуть спрямовувати на плівку три лазерні імпульси за хвилину.
Однак отримати цілі кристали було непросто. Нанодіаманти вилітають зі швидкістю понад 10 кілометрів за секунду, тому під час зіткнення з твердою поверхнею могли руйнуватися.
Щоб уникнути цього, за пластиковою плівкою розмістили м'який гель. Він пом'якшує удар, а після розчинення у воді дає змогу зібрати неушкоджені частинки.
Розмір одного нанодіаманта становить приблизно три нанометри. Кожен із них складається орієнтовно з 3000 атомів вуглецю.
«Це був особливий момент після багатьох років роботи», — розповів перший автор дослідження Бен Гойзер.
Спочатку дослідження мали допомогти змоделювати умови всередині Урана та Нептуна. Науковці припускають, що в надрах цих планет метан під дією надзвичайно високого тиску перетворюється на алмази, які згодом випадають у вигляді опадів.
Водночас новий метод може стати альтернативою промисловому виробництву нанодіамантів. Нині для їх отримання використовують вибухові речовини. У результаті кристали можуть містити залишки металів, які доводиться видаляти за допомогою кислоти.
Нанодіаманти вже застосовують для полірування поверхонь. Крім того, нова технологія дозволяє додавати до їхнього складу атоми інших елементів. Це відкриває перспективи використання кристалів у квантових сенсорах і як контрастних речовин під час магнітно-резонансної томографії.
Проте поки що швидкість виробництва залишається недостатньою для промислового застосування. Тому дослідницька команда працює над створенням лазера, який зможе генерувати до 10 імпульсів за секунду.
Стрілець Діана - pravdatutnews.com
