Vācu zinātnieki ar lāzeru pārvērtuši PET plastmasu nanodimantos
Pētnieki no Drēzdenes Helmholca centra un Rostokas universitātes ar jaudīgu lāzeru no PET plēves ieguvuši nanodimantus un pirmo reizi spējuši tos savākt neskartus. Tehnoloģija vēl nav gatava rūpnieciskai izmantošanai.
Vācijas zinātnieki laboratorijā ir pierādījuši, ka ar jaudīgu lāzeru plastmasu var pārvērst nanodimantos, tas ir, ārkārtīgi sīkos dimanta kristālos. Eksperimentu veica pētnieki no Drēzdenes Helmholca centra un Rostokas universitātes, izmantojot plānu PET plēvi – to pašu materiālu, no kura ražo ūdens pudeles. Atklājums nākotnē varētu palīdzēt iegūt nanodimantus tīrāk un efektīvāk. Par to raksta “Unian.net”, bet rezultāti publicēti žurnālā “Diamond and Related Materials”.
Kā tas notiek
Lāzeru pret plēvi raida trīs reizes minūtē. Impulss rada triecienvilni, kas materiālu saspiež ar aptuveni 100 gigapaskālu spiedienu – gandrīz miljonu reižu augstāku nekā atmosfēras spiediens. Dažu nanosekunžu laikā oglekļa atomi pārkārtojas un veido dimanta kristālus. Viena impulsa laikā var rasties aptuveni desmit triljoni kristālu, katrs ap trim nanometriem liels un ar apmēram 3000 oglekļa atomiem.
Grūtāk nekā kristālu radīšana izrādījās to savākšana. Nanodimanti tiek izsviesti ar ātrumu virs 10 kilometriem sekundē, un saduroties ar cietu virsmu tie varētu sabrukt. Tāpēc aiz plēves novietoja mīkstu gēlu, kas amortizē triecienu. Gēlu pēc tam izšķīdina ūdenī, un kristāli paliek neskarti. Pētījuma pirmais autors Bens Hoizers atzina, ka pēc daudzu gadu darba rezultāts bijis īpašs brīdis.
Iespējamais pielietojums
Pētījumu sākotnēji uzsāka, lai modelētu apstākļus Urāna un Neptūna iekšienē, kur, pēc zinātnieku pieņēmuma, metāns milzīga spiediena ietekmē pārvēršas dimantos. Jaunā metode varētu kļūt par alternatīvu pašreizējai ražošanai ar sprāgstvielām, kuras rezultātā kristālos var palikt metālu piemaisījumi, un to likvidēšanai vajadzīga apstrāde ar skābi. Nanodimantus jau tagad izmanto virsmu pulēšanā, bet jaunā tehnoloģija ļauj to sastāvā ievadīt arī citu elementu atomus. Nākotnē tos varētu izmantot kvantu sensoros un kā kontrastvielas magnētiskās rezonanses izmeklējumos.
Ierobežojumi
Pašlaik iespējami tikai trīs lāzera impulsi minūtē, tāpēc komanda strādā pie jaunas iekārtas, kas spētu radīt līdz desmit impulsiem sekundē. Ja to izdosies panākt, plastmasas atkritumus varētu izmantot augstas tīrības nanodimantu ražošanai.