Tia X-quang biến nhựa thành những viên kim cương nhỏ

Buzz

Đọc tóm tắt

- Nhóm nhà khoa học chế tạo kim cương từ nhựa PET bằng tia X-quang cường độ cao.
- Tia laser tạo ra những viên kim cương nhỏ trên PET giống như trên Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh.
- Nghiên cứu tái tạo hiện tượng mưa kim cương trong phòng thí nghiệm.
- Sử dụng tia X-quang Linac Coherent Light Source để tạo ra nanodiamonds từ hydrocarbon.
- PET được chọn vì cân bằng giữa carbon, hydrogen, và oxy.
- Mật độ kim cương lên đến 3,87 gram trên một cm3.
- Sự hiện diện oxy thúc đẩy quá trình hình thành kim cương nano.
- Nghiên cứu mở ra cơ hội sản xuất kim cương nhỏ cho công nghiệp và cảm biến lượng tử.

Nhóm các nhà khoa học vừa chế tạo kim cương từ nhựa (plastic) bằng cách sử dụng tia X-quang cường độ cao để bắn vào PET, loại vật liệu phổ biến thường được dùng để làm chai nhựa. Tia laser này có nhiệt độ và áp suất cao, khi va vào PET sẽ tạo ra những viên kim cương nhỏ xíu tương tự như cơn mưa trên Thiên Vương tinh (Uranus) và Hải Vương tinh (Neptune).Trên Trái Đất, kim cương được coi là quý giá vì tính hiếm có của nó, nhưng trên các hành tinh khác, kim cương trở nên phổ biến như đá dăm. Ví dụ, trên Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh, áp suất cực kỳ lớn nén các nguyên tố như hydro và carbon lại tạo thành những viên kim cương, rồi rơi xuống bầu khí quyển dưới dạng cơn mưa. Năm 2017, một nhóm các nhà khoa học đã thành công trong việc tái tạo hiện tượng này trong phòng thí nghiệm. Họ sử dụng tia X-quang mạnh nhất thế giới, gọi là Linac Coherent Light Source (LCLS), để chiếu vào các mẫu hydrocarbon. Tia X-quang nhanh chóng làm nóng chúng lên đến 6.000 độ C, tạo ra sóng xung kích mạnh với áp suất vài triệu atm, tạo ra những viên kim cương siêu nhỏ (nanodiamonds).

Thiên Vương tinh.Mặc dù những thử nghiệm này đã chứng tỏ được khả năng kỹ thuật để tạo ra kim cương, các nhà khoa học lưu ý rằng hydrocarbon trong thí nghiệm không hoàn toàn giống như các nguyên tố trên các hành tinh đã nói. Sự hiện diện nhiều oxy trong thử nghiệm đặt ra thách thức, yêu cầu các nhà nghiên cứu phải cân nhắc cách tính toán.Họ đã lựa chọn PET, một loại nhựa có sự cân bằng tốt giữa carbon, hydrogen, và oxy. Nhóm đã tiến hành thử nghiệm lại, bằng cách bắn tia X-quang từ máy LCLS vào lớp phim mỏng của PET và sau đó sử dụng hai kỹ thuật hình ảnh khác nhau để kiểm tra quá trình tạo ra kim cương nano. Họ đã phát hiện mật độ kim cương lên đến 3,87 gram trên một cm3. Tác động của oxy làm tăng quá trình phân tách carbon và hydro, thúc đẩy quá trình hình thành kim cương nano. Điều này ngụ ý rằng các phân tử carbon có khả năng kết hợp dễ dàng hơn, tạo ra những viên kim cương.Nghiên cứu này đã khám phá ra một khía cạnh mới của hiện tượng mưa kim cương trên các hành tinh khí. Không chỉ vậy, nó còn mở ra cơ hội cho việc sản xuất kim cương nhỏ để ứng dụng trong công nghiệp mài mòn và đánh bóng, cũng như trong lĩnh vực cảm biến lượng tử có độ nhạy cao trong tương lai.Theo thông tin từ HZDR.

Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc khách hàng và chỉ dành cho khích lệ tinh thần trải nghiệm du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không đưa ra lời khuyên cho mục đích khác.

Nếu bạn thấy bài viết này không phù hợp hoặc sai sót xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected]

Các câu hỏi thường gặp

Các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp nào để tạo ra kim cương từ nhựa?

Các nhà khoa học đã sử dụng tia X-quang cường độ cao để chiếu vào PET, một loại nhựa phổ biến. Tia X-quang này tạo ra nhiệt độ và áp suất cao, giúp hình thành những viên kim cương siêu nhỏ từ các nguyên tố có trong nhựa.

Mưa kim cương trên Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh diễn ra như thế nào?

Trên Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh, áp suất cực kỳ lớn nén các nguyên tố như hydro và carbon, tạo ra những viên kim cương. Những viên kim cương này sau đó rơi xuống bầu khí quyển dưới dạng mưa, giống như hiện tượng tái tạo trong thí nghiệm của các nhà khoa học.

Thí nghiệm về việc tạo ra kim cương từ nhựa có gì khác biệt so với thực tế trên các hành tinh?

Dù thí nghiệm tái tạo được quá trình tạo kim cương, nhưng các nhà khoa học lưu ý rằng hydrocarbon trong thí nghiệm không hoàn toàn giống với các nguyên tố trên Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh, vì có sự hiện diện nhiều oxy trong mẫu thử.

Ứng dụng tiềm năng của kim cương nano được tạo ra từ PET là gì?

Kim cương nano tạo ra từ PET có thể được ứng dụng trong công nghiệp mài mòn, đánh bóng, và đặc biệt trong các lĩnh vực cảm biến lượng tử với độ nhạy cao, mở ra cơ hội mới cho công nghệ hiện đại.