Επιστήμονες μετατρέπουν πλαστικό σε νανοδιαμάντια

Μια ομάδα Γερμανών και Γάλλων ερευνητών ανέπτυξε μια τεχνολογία με την οποία υποστηρίζει ότι κατάφεραν να μετατρέψουν πλαστικά μπουκάλια σε μικροσκοπικά διαμάντια. Στη δημοσίευση τους στην επιθεώρηση «Science Advances» οι ερευνητές αναφέρουν ότι αποφάσισαν να «χτυπήσουν» με υψηλής έντασης λέιζερ πλαστική ύλη τύπου PET (τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο) η οποία χρησιμοποιείται σε πλήθος πλαστικών αντικειμένων όπως μπουκάλια, συσκευασίες κ.α.

Με αυτή την τεχνολογία, οι ερευνητές από το Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), το Πανεπιστήμιο του Rostock και την École Polytechnique, θέλησαν να αναπαράγουν τις συνθήκες που επικρατούν στον Ουρανό και τον Ποσειδώνα όπου έχει διαπιστωθεί η ύπαρξη διαμαντοβροχών.

Γνωρίζουμε ότι κάτω από ακραίες πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια τπυ Ουρανού και του Ποσειδώνα η ατμοσφαιρική πίεση που είναι εκατομμύρια βαθμούς μεγαλύτερη από αυτή στη Γη δημιουργούν ένα εντυπωσιακό φαινόμενο. Τα συστατικά από τα οποία αποτελούνται οι υδρογονάνθρακες διαχωρίζονται και στη συνέχεια ο άνθρακας συμπιέζεται με τρόπο τέτοιο ώστε να μετατραπεί σε διαμάντι το οποίο βυθίζεται στον πυρήνα του πλανήτη, αναφέρει το Science Focus.

Ο Ντόμινικ Κράους, επιστήμονας στο γερμανικό ερευνητικό εργαστήριο Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, εξήγησε την διαδικασία στο Motherboard.

«To πλαστικό PET έχει πολύ καλή αναλογία υδρογόνου, άνθρακα και οξυγόνου ώστε να προσομοιωθεί η διεργασία που γίνεται στους πλανήτες» αναφέρει ο φυσικός Ντόμινικ Κράους, μέλος της ερευνητικής ομάδας που πραγματοποίησε τα πειράματα στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή SLAC στη Καλιφόρνια.

Το 2017, ερευνητές στη Γερμανία και την Καλιφόρνια βρήκαν έναν τρόπο να αναπαράγουν αυτές τις πλανητικές συνθήκες, κατασκευάζοντας μικρά μικροσκοπικά διαμάντια που ονομάζονται νανοδιαμάντια στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας πολυστυρόλιο (γνωστό και σαν φελιζόλ).

Πέντε χρόνια αργότερα και επιστρέφουν ξανά σε αυτό, αυτή τη φορά χρησιμοποιώντας κάποιο άλλο τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Science Advances. Η έρευνα έχει επιπτώσεις όχι μόνο στην κατανόησή μας για το διάστημα, αλλά ανοίγει και ένα δρόμο στη δημιουργία νανοδιαμαντιών.

Σύμφωνα με τους ερευνητές τα νανοδιαμαντάκια που παράγονται με αυτή τη μέθοδο μπορούν να έχουν διαφόρων χρήσεις ειδικά στον ιατρικό τομέα όπως σε ιατρικούς αισθητήρες και σε φαρμακευτικές εφαρμογές. Φυσικά η τεχνολογία αυτή και ευεργετικές συνέπειες για το περιβάλλον αφού μετατρέπει σε κάτι χρήσιμο πλαστικά σκουπίδια.

Όταν ο Κράους και οι συνάδελφοί του προσπάθησαν για πρώτη φορά να φτιάξουν νανοδιαμάντια με πολυστυρένιο - το οποίο περιέχει τα ίδια στοιχεία άνθρακα και υδρογόνου που βρέθηκαν στον Ποσειδώνα και τον Ουρανό - το έκαναν βομβαρδίζοντας το υλικό με την Linac Coherent Light Source, ακτίνες Χ λέιζερ υψηλής ισχύος στο Εθνικό Επιταχυντικό Εργαστήριο SLAC στην Καλιφόρνια.

Αυτή η διαδικασία θέρμανε γρήγορα το πολυστυρένιο στους 8.540 βαθμούς Φαρενάιτ και το συμπίεσε κατά 150 γιγαπασκάλ, παρόμοιες συνθήκες με αυτές που βρέθηκαν περίπου 6.000 μίλια στο εσωτερικό των παγωμένων πλανητών. Οι ερευνητές μπόρεσαν να κάνουν το μικροσκοπικό bling αλλά αργότερα συνειδητοποίησαν ότι έλειπε ένα ζωτικό χημικό συστατικό: το οξυγόνο.

Έτσι στράφηκαν στο PET, το οποίο έχει καλή ισορροπία όχι μόνο άνθρακα και υδρογόνου αλλά και οξυγόνου, καθιστώντας το πιο κοντινό χημικό υποκατάστατο από το πολυστυρένιο.

«Η χημεία σε αυτές τις συνθήκες είναι πολύ περίπλοκη και η μοντελοποίηση εξαιρετικά δύσκολη. «Οτιδήποτε μπορεί να συμβεί» είναι μια τυπική φράση όταν συζητάμε τέτοια σενάρια με θεωρητικούς», αναφέρει ο Κράους.

«Πράγματι, υπήρχαν κάποιες προβλέψεις που έδειχναν ότι η παρουσία οξυγόνου βοηθά [στον διαχωρισμό του άνθρακα από το υδρογόνο] και το σχηματισμό διαμαντιών, αλλά υπήρχαν και κάποιες για το ότι μπορεί να συμβαίνει το αντίστροφο».

Πηγή: huffingtonpost.gr