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2022-09-06Zapping plástico con diminutos diamantes forjados con láser

Science News |El resultado sugiere que los diamantes podrían llover dentro de planetas como Neptuno y Urano.

Una explosión láser produce diamantes en miniatura a partir de plástico viejo. Así es, del mismo tipo que se usa en las botellas de refresco.

Cuando se comprime a aproximadamente un millón de veces la presión atmosférica de la Tierra y se calienta a miles de grados Celsius, el tereftalato de polietileno, o PET, forma nanodiamantes, informan el físico Dominik Kraus y sus colegas el 2 de septiembre en Science Advances .

Los planetas gigantes de hielo, como Neptuno y Urano, tienen temperaturas, presiones y combinaciones de elementos químicos similares a los materiales del estudio, lo que sugiere que los diamantes pueden llover en el interior de esos planetas. Además, dicen los investigadores, la nueva técnica podría usarse para fabricar nanodiamantes para usar en dispositivos cuánticos y otras aplicaciones.

En el nuevo estudio, los investigadores entrenaron láseres en muestras de plástico. Cada ráfaga de láser envió una onda de choque a toda velocidad a través del plástico, aumentando la presión y la temperatura del interior. El sondeo del material con ráfagas de rayos X reveló que se habían formado nanodiamantes.

Estudios anteriores habían creado diamantes mediante la compresión de compuestos de hidrógeno y carbono. Pero el PET, que se usa comúnmente en los envases de alimentos y bebidas, no solo contiene hidrógeno y carbono, sino también oxígeno. Eso hace que coincida mejor con la composición de los planetas gigantes de hielo como Neptuno y Urano. El oxígeno parece ayudar a la formación de diamantes, dice Kraus, de la Universidad de Rostock en Alemania. “El oxígeno succiona el hidrógeno”, dice, dejando atrás el carbono que luego puede formar diamante.

Los nanodiamantes se producen comúnmente usando explosivos, dice Kraus, un proceso que no es fácil de controlar. La nueva técnica podría crear nanodiamantes que se adaptan más fácilmente para usos particulares, como dispositivos cuánticos fabricados con diamantes con defectos donde, por ejemplo, los átomos de nitrógeno reemplazan algunos de los átomos de carbono ( SN: 7/6/18 ).

“La idea es bastante genial. Llevas una botella de agua de plástico; lo golpeas con un láser para hacer un diamante. Qué tan práctico es, no lo sé”, dice el físico Marius Millot del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, quien no participó en el nuevo estudio. No está claro con qué facilidad se podrían recuperar los diamantes, dice. Pero, "es bastante bueno pensar en la idea".

CITAS

Z. He et al . Cinética de formación de diamantes en muestras de CHO comprimidas por choque registradas por dispersión de rayos X de ángulo pequeño y difracción de rayos X. Avances de la ciencia . Publicado en línea el 2 de septiembre de 2022. doi: 10.1126/sciadv.abo0617.

Acerca de Emily Conover

La escritora de física Emily Conover tiene un Ph.D. en física de la Universidad de Chicago. Ha ganado dos veces el premio Newsbrief de la Asociación de Escritores Científicos de DC.

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