À l'aide d'un puissant laser, des chercheurs transforment le plastique en diamants et en un nouveau type d'eau
Les scientifiques ont utilisé des faisceaux laser de haute puissance. Pour transformer des morceaux de plastique bon marché en minuscules nanodiamants, ils prouvent l'existence d'un nouveau type d'eau étrange.
Ces découvertes pourraient montrer que les diamants pleuvent sur les planètes géantes glacées de notre système solaire, expliquer pourquoi ces planètes ont des champs magnétiques étranges et pourraient conduire à des applications plus réelles de la collimation laser.
Le co-auteur de l'étude, physicien au Centre Helmholtz pour la recherche scientifique à Dresde-Rossendorf en Allemagne, déclare à Dominique Krause : « Les nanodiamants se mesurent en quelques nanomètres ou milliardièmes de mètre, et ils ont de nombreuses propriétés réelles et potentielles. applications, telles que la conversion du dioxyde de carbone en d'autres gaz et l'introduction de médicaments dans le corps.
"Les nanodiamants peuvent être utilisés comme capteurs quantiques ultra-petits et ultra-précis pour la température et les champs magnétiques, ce qui pourrait conduire à de nombreuses applications", explique Krause.
Selon Krause, cette technologie pourrait réduire la pollution plastique en créant une incitation financière à nettoyer, détourner et utiliser le plastique des océans.
Une expérience avec de grandes applications pour les planètes glacées géantes
Les planétologues soupçonnent depuis de nombreuses années que des diamants se forment dans les noyaux de planètes géantes glacées comme Neptune et Uranus, et s'ils le faisaient, il pleuvrait sur ces planètes glacées.
Pour voir si ce processus était possible, les chercheurs ont expérimenté une puce de plastique polyéthylène téréphtalate (PET), qui est utilisé dans les bouteilles en plastique, et ont utilisé le laser à haute énergie dans l'instrument MEC de l'installation LCLS du SLAC pour chauffer un morceau de plastique à environ 6 000 degrés Celsius.
Cela a entraîné des pressions des millions de fois supérieures à la pression atmosphérique de la Terre pendant des milliardièmes de seconde.Cette pression énorme a choqué le plastique, provoquant la transformation de ses atomes de carbone en une structure cristalline, avec des atomes d'hydrogène et d'oxygène flottant à travers ce réseau.
"A l'aide d'un puissant laser à rayons X, nous avons pu regarder à l'intérieur des échantillons et créer un enregistrement des réactions chimiques qui s'y déroulent", explique Krause.
La nouvelle recherche montre que ce type de formation de diamants peut être plus courant que les chercheurs ne le pensaient auparavant, ce qui soulève la possibilité que les planètes géantes glacées aient d'épaisses couches de diamant autour de leurs noyaux solides.
L'expérience suggère également qu'un état étrange de l'eau appelé eau superionique émerge aux températures et pressions élevées trouvées dans les noyaux de ces planètes glacées.
Cet étrange type d'eau permet aux protons de se déplacer à travers un réseau d'atomes d'oxygène. Et si cette eau superionisée est présente dans les planètes géantes glacées comme Uranus et Neptune, le mouvement des protons à travers ce type de matière exotique pourrait aider à générer les champs magnétiques uniques observés sur ces planètes.
Des calculs antérieurs suggéraient que les atomes de carbone susceptibles de résider à l'intérieur des planètes rendraient toute eau superionique qui s'y formerait très instable.
Cependant, dit Krause, "nos expériences montrent maintenant que l'eau et le carbone se dissocient (séparation involontaire de composés dans un mélange) en formant des diamants, de sorte que de l'eau isolée peut exister dans les planètes, augmentant la possibilité de formation d'eau superionique".
Et un vaisseau spatial pourrait bientôt visiter des planètes glacées à proximité pour voir si une pluie de diamants et d'eau étrange existe vraiment là-bas.
"Nous espérons qu'une nouvelle sonde de la NASA sera lancée sur Uranus au cours de la prochaine décennie, ce qui a été identifié comme une priorité absolue dans l'enquête décennale périodique", a déclaré Krause.
Les découvertes pourraient avoir des applications plus commerciales.
Les nano-diamants sont maintenant fabriqués en faisant exploser du carbone ou en fragmentant de gros diamants à l'aide d'explosifs, ce qui forme un mélange de diamants de différentes tailles. La nouvelle méthode est un moyen plus propre de fabriquer des segments de diamant de tailles spécifiques.
Source: sites Internet