Международная группа физиков под руководством Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф, Университета Ростока и Французской политехнической школы получила наноалмазы из пластиковых бутылок с помощью лазерных вспышек. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Во время эксперимента исследователи направили интенсивные лазерные вспышки на тонкий лист ПЭТ-пластика, который используется для изготовления бутылок для напитков. Мощные импульсы разогрели его до 6000 градусов по Цельсию и создали ударную волну, которая за несколько наносекунд сжала материю до давления, в миллион раз превышающего атмосферное. Ученые обнаружили, что таким образом были созданы алмазы размером в несколько нанометров.
Аналогичный процесс происходит и на ледяных гигантах Солнечной системы — Уране и Нептуне. Эксперимент ученых позволил подтвердить, что на них действительно падает алмазный дождь. ПЭТ был выбран потому, что он имеет идеальный баланс углерода, водорода и кислорода, чтобы имитировать условия на ледяных планетах. Наличие кислорода в составе пластика способствовало разрыву водородно-углеродных связей. Это позволило атомам углерода связать более прочно, образуя алмазы. Команда провела свои эксперименты в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии, где находится один из самых мощных в мире рентгеновских лазеров Linac (LCLS).
Ученые предполагают, что в результате эксперимента могла быть создана так называемая суперионная вода. Его структура состоит из атомов кислорода, связанных вместе в кристаллической решетке, в которой свободно движутся ядра водорода. Они планируют повторить эксперимент на установке XFEL в Гамбурге, самом мощном рентгеновском лазере в мире.
Методика ученых может лечь в основу нового метода получения наноалмазов, необходимых, например, для высокочувствительных квантовых сенсоров, контрастных веществ для медицины или катализаторов для расщепления углекислого газа.