Вчені перетворили ПЕТ-пластик на трильйони наноалмазів: як це працює

ПЕТ-пластик, з якого виготовляють пляшки та харчові контейнери, науковці перетворили на трильйони крихітних алмазів. Для цього вони використали надпотужний лазер і відтворили умови, подібні до тих, що панують у надрах Урана та Нептуна. Про результати дослідження повідомляє Новини.Live із посиланням на публікацію в журналі Diamond and Related Materials.

Як із ПЕТ утворилися наноалмази

Експеримент провели дослідники з німецького Центру імені Гельмгольца Дрезден-Россендорф та Ростокського університету на лазерній установці Extreme Light Infrastructure поблизу Праги.

Замість перероблених відходів учені взяли чисту плівку з поліетилентерефталату завтовшки 100 мікрометрів. Лазер спрямовували на неї тричі на хвилину. Кожен імпульс створював ударну хвилю, яка стискала матеріал до надзвичайно високого тиску.

За таких умов атоми вуглецю перебудовувалися й формували алмазні кристали. Подібний процес, як вважають дослідники, відбувається в глибоких шарах Урана та Нептуна, де температура сягає кількох тисяч градусів, а тиск у мільйони разів перевищує атмосферний.

Після утворення кристали вилітали з матеріалу зі швидкістю понад 10 кілометрів за секунду. Щоб зібрати їх неушкодженими, науковці використали спеціальний водорозчинний гель, який уповільнював частинки.

Один лазерний імпульс давав приблизно 10 трильйонів наноалмазів. Середній розмір кристала становив близько трьох нанометрів, а кожен із них містив орієнтовно 3000 атомів вуглецю. Після приблизно 100 пострілів дослідники отримали кілька сотень мікрограмів алмазів, які очистили та вивчили за допомогою електронного мікроскопа.

Для чого можуть знадобитися такі кристали

Поки що метод залишається лабораторним. Водночас отримані наноалмази мають високу чистоту й майже однакові розміри — властивості, яких складно досягти традиційними способами виробництва.

У майбутньому їх можуть застосовувати для створення надчутливих квантових датчиків, удосконалення медичної діагностики та прискорення хімічних реакцій. Також науковці розглядають можливість використання кристалів у процесах перетворення вуглекислого газу під дією сонячного світла.

Наступні завдання дослідників — збільшити обсяг виробництва до міліграмів і перевірити, чи можна за допомогою цієї технології створювати BC8. Це теоретично передбачена форма вуглецю, яка може бути щільнішою за алмаз і менш крихкою.