thuha19051234
Pearl
Việc sản xuất kim cương nano từ nhựa PET mở đường cho một hình thức tái chế mới, thậm chí còn có nhiều tác động đối với các ngoại hành tinh có mưa kim cương.
Cách xa Trái đất hơn một tỷ dặm, trên những tảng băng khổng lồ của Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương, những viên kim cương đang tồn tại ở đó, mãi mãi. Đó không phải là giấc mơ mà là một kết luận khoa học hợp lý. Dưới áp suất cao và nhiệt độ cao hàng dặm bên dưới bề mặt hành tinh, hydrocacbon được tạo thành khối tinh thể kim cương mà ai cũng thèm muốn.
Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa đối với sự hiểu biết về không gian, mà còn mở ra con đường hướng tới việc tạo ra kim cương nano từ nhựa phế thải. Điều này nghe có vẻ phi lý, tại sao chúng ta lại tạo ra được kim cương từ cùng một loại nhựa tạo ra những thứ phổ biến như như hộp đựng thức ăn hay chai nước.
Dominik Kraus, một nhà khoa học tại phòng thí nghiệm nghiên cứu ở Đức, cùng các đồng nghiệp lần đầu tiên cố gắng tạo ra kim cương nano bằng polystyrene - chứa cùng các nguyên tố carbon và hydro được tìm thấy trên Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương.
Mưa kim cương trên các hành tinh băng
Họ sử dụng kỹ thuật bắn phá nguyên liệu bằng ánh sáng kết hợp với Linac, một tia laser tia X công suất cao tại Phòng thí nghiệm Gia tốc Quốc gia SLAC ở California. Quá trình này đã làm nóng nhanh chóng polystyrene lên 5.000 Kelvin (khoảng 8.540 độ F) và nén nó xuống 150 gigapascal, tương tự như các điều kiện hình thành kim cương, được tìm thấy khoảng 6.000 dặm vào bên trong các hành tinh băng giá.
Khi các nhà nghiên cứu tạo ra tia sáng cực nhỏ bằng 2 lần tiếp cận nhanh từ tia laser, họ nhận ra một thành phần hóa học quan trọng bị thiếu: oxy. Vì thế, họ đã chuyển sang nhựa PET, loại vật liệu có sự cân bằng tốt không chỉ carbon và hydro mà còn cả oxy, khiến nó trở thành vật đại diện hóa học gần gũi hơn cho các hành tinh khổng lồ bằng hơn là polystyrene.
Để tạo một bàn đạp lý thuyết, Kraus và các đồng nghiệp của ông đã lấy một mảnh PET, đặt nó qua các chuyển động thí nghiệm tương tự năm 2017, nhưng cũng bao gồm một thứ gọi là nhiễu xạ tia X góc nhỏ để xem kim cương phát triển nhanh và lớn như thế nào.
Nhóm của Kraus phát hiện ra rằng sự hiện diện của oxy giúp tăng cường sự hình thành kim cương thay vì ngăn cản nó, khiến những trận "mưa kim cương" ở nhiều hành tinh xa xôi trở thành một kịch bản dễ xảy ra. Họ cũng thấy kim cương phát triển lớn hơn do áp suất cao hơn, theo thời gian tiến triển trong các thí nghiệm.
Họ cũng có thể lấy ra được rất nhiều viên kim cương nhỏ chỉ từ một lần chụp tia X, theo thứ tự vài tỷ tinh thể (vài microgam). Nhưng Kraus cho biết số lượng này là rất ít, chẳng hạn cho các mục đích ứng dụng như cảm biến lượng tử kim cương, được sử dụng để phát hiện dòng từ tính hoặc chất xúc tác hóa học, cần tối thiểu vài miligam. Ngoài ra, công việc này còn là bước đầu tiên cho một cách tái chế nhựa sang trọng hơn.
ĐIều quan trọng nhất là không được đánh mất mục đích khoa học của công việc tái chế kim cương: để giúp con người hiểu rõ hơn về điều kiện môi trường khắc nghiệt như thế nào trên các hành tinh xa xôi, nơi đã tạo ra những cơn mưa kim cương theo đúng nghĩa đen.
Nếu có thể tái chế thành kim cương, nhựa phế thải sẽ trở thành tài nguyên vô giá
Nhóm của Kraus cũng tin rằng họ còn tìm thấy thêm bằng chứng về một loại nước kỳ lạ khác, được gọi là nước siêu âm. Nó hoạt động giống như một sự giao nhau kỳ lạ giữa chất rắn và chất lỏng, được cho là lấp đầy lớp phủ của sao Hải Vương, sao Thiên Vương và có khả năng là vô số những người khổng lồ băng khác và các hành tinh khác.
Sự hiện diện của loại nước này có thể giải thích tại sao một số thiên thể có từ trường đặc biệt. Việc phát hiện rằng các viên kim cương nano thực sự hình thành bên trong các khối băng khổng lồ làm cho nó có nhiều khả năng tạo để tin rằng có nguồn nước này.
Mặc dù trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu chưa thấy bằng chứng trực tiếp về nguồn nước này hình thành cùng với kim cương. Nhưng họ nhận thấy rằng carbon đang tách khỏi hydro và oxy cho phép các vùng nước tinh khiết hình thành bên trong các hành tinh.
Nhìn chung, các nhà khoa học đã có thể tiến hành nghiên cứu sâu hơn trên lĩnh vực kim cương nano. Ngoài ra, họ còn tìm cách tạo ra số lượng lớn những viên ngọc nhỏ trong vài phút và bằng các hệ thống laser dễ tiếp cận hơn nhưng với nguồn năng lượng cao, hay thêm các nguyên tố như nitơ vào để xem điều đó sẽ ảnh hưởng như thế nào đến hình dạng kim cương nano.
>>>Trồng lúa trên trạm vũ trụ, điều không tưởng đã xảy ra!
Nguồn Vice
Cách xa Trái đất hơn một tỷ dặm, trên những tảng băng khổng lồ của Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương, những viên kim cương đang tồn tại ở đó, mãi mãi. Đó không phải là giấc mơ mà là một kết luận khoa học hợp lý. Dưới áp suất cao và nhiệt độ cao hàng dặm bên dưới bề mặt hành tinh, hydrocacbon được tạo thành khối tinh thể kim cương mà ai cũng thèm muốn.
Có thể tạo kim cương nano từ nhựa PET?
Vào năm 2017, các nhà nghiên cứu ở Đức và California đã tìm ra cách để tái tạo các điều kiện hành tinh đó, chế tạo ra những viên kim cương nhỏ xíu gọi là kim cương nano trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng polystyrene. Còn hiện tại, các chuyên gia đang muốn thử nghiệm một lần nữa với việc sử dụng một số polyethylene terephthalate tốt (nhựa PET).Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa đối với sự hiểu biết về không gian, mà còn mở ra con đường hướng tới việc tạo ra kim cương nano từ nhựa phế thải. Điều này nghe có vẻ phi lý, tại sao chúng ta lại tạo ra được kim cương từ cùng một loại nhựa tạo ra những thứ phổ biến như như hộp đựng thức ăn hay chai nước.
Dominik Kraus, một nhà khoa học tại phòng thí nghiệm nghiên cứu ở Đức, cùng các đồng nghiệp lần đầu tiên cố gắng tạo ra kim cương nano bằng polystyrene - chứa cùng các nguyên tố carbon và hydro được tìm thấy trên Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương.
Họ sử dụng kỹ thuật bắn phá nguyên liệu bằng ánh sáng kết hợp với Linac, một tia laser tia X công suất cao tại Phòng thí nghiệm Gia tốc Quốc gia SLAC ở California. Quá trình này đã làm nóng nhanh chóng polystyrene lên 5.000 Kelvin (khoảng 8.540 độ F) và nén nó xuống 150 gigapascal, tương tự như các điều kiện hình thành kim cương, được tìm thấy khoảng 6.000 dặm vào bên trong các hành tinh băng giá.
Khi các nhà nghiên cứu tạo ra tia sáng cực nhỏ bằng 2 lần tiếp cận nhanh từ tia laser, họ nhận ra một thành phần hóa học quan trọng bị thiếu: oxy. Vì thế, họ đã chuyển sang nhựa PET, loại vật liệu có sự cân bằng tốt không chỉ carbon và hydro mà còn cả oxy, khiến nó trở thành vật đại diện hóa học gần gũi hơn cho các hành tinh khổng lồ bằng hơn là polystyrene.
Để tạo một bàn đạp lý thuyết, Kraus và các đồng nghiệp của ông đã lấy một mảnh PET, đặt nó qua các chuyển động thí nghiệm tương tự năm 2017, nhưng cũng bao gồm một thứ gọi là nhiễu xạ tia X góc nhỏ để xem kim cương phát triển nhanh và lớn như thế nào.
Họ cũng có thể lấy ra được rất nhiều viên kim cương nhỏ chỉ từ một lần chụp tia X, theo thứ tự vài tỷ tinh thể (vài microgam). Nhưng Kraus cho biết số lượng này là rất ít, chẳng hạn cho các mục đích ứng dụng như cảm biến lượng tử kim cương, được sử dụng để phát hiện dòng từ tính hoặc chất xúc tác hóa học, cần tối thiểu vài miligam. Ngoài ra, công việc này còn là bước đầu tiên cho một cách tái chế nhựa sang trọng hơn.
Tái chế nhựa thành kim cương "vì khoa học"
Nếu có thể tái chế nhựa trên quy mô công nghiệp và kim cương nano sẽ được yêu cầu với số lượng rất lớn cho các quá trình nhất định, ví dụ như xúc tác cho các phản ứng khử CO2 do ánh sáng gây ra, giúp giảm sự nóng lên toàn cầu, thì đây thực sự là một cách tiềm năng.ĐIều quan trọng nhất là không được đánh mất mục đích khoa học của công việc tái chế kim cương: để giúp con người hiểu rõ hơn về điều kiện môi trường khắc nghiệt như thế nào trên các hành tinh xa xôi, nơi đã tạo ra những cơn mưa kim cương theo đúng nghĩa đen.
Nhóm của Kraus cũng tin rằng họ còn tìm thấy thêm bằng chứng về một loại nước kỳ lạ khác, được gọi là nước siêu âm. Nó hoạt động giống như một sự giao nhau kỳ lạ giữa chất rắn và chất lỏng, được cho là lấp đầy lớp phủ của sao Hải Vương, sao Thiên Vương và có khả năng là vô số những người khổng lồ băng khác và các hành tinh khác.
Sự hiện diện của loại nước này có thể giải thích tại sao một số thiên thể có từ trường đặc biệt. Việc phát hiện rằng các viên kim cương nano thực sự hình thành bên trong các khối băng khổng lồ làm cho nó có nhiều khả năng tạo để tin rằng có nguồn nước này.
Mặc dù trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu chưa thấy bằng chứng trực tiếp về nguồn nước này hình thành cùng với kim cương. Nhưng họ nhận thấy rằng carbon đang tách khỏi hydro và oxy cho phép các vùng nước tinh khiết hình thành bên trong các hành tinh.
Nhìn chung, các nhà khoa học đã có thể tiến hành nghiên cứu sâu hơn trên lĩnh vực kim cương nano. Ngoài ra, họ còn tìm cách tạo ra số lượng lớn những viên ngọc nhỏ trong vài phút và bằng các hệ thống laser dễ tiếp cận hơn nhưng với nguồn năng lượng cao, hay thêm các nguyên tố như nitơ vào để xem điều đó sẽ ảnh hưởng như thế nào đến hình dạng kim cương nano.
>>>Trồng lúa trên trạm vũ trụ, điều không tưởng đã xảy ra!
Nguồn Vice
