Kliknutím zvětšíteExperti si primárně přáli odhalit tajemství diamantových dešťů, ke kterým dochází právě na planetě Neptun, ale také na sousedním Uranu. K napodobení nitra ledových obrů použili laserové záblesky, které vystřelovali na tenký plát PET plastu. Výsledek experimentu pak všem vyrazil dech. Pomocí inovativní metody, která zahrnovala extrémní tlak na stlačení materiálu, dokázali vyrobit nanodiamanty.
Za experimentem stojí spolupráce týmů z výzkumné laboratoře Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf v Drážďanech (HZDR), univerzity v Rostocku a francouzskou École Polytechnique. Experti díky výsledkům studie jednak podpořili předchozí hypotézu o diamantových deštích na ledových obrech, ale navíc našli novou technologii pro výrobu nanodiamantů. Ty jsou potřeba například v kvantových senzorech.
Zjištění o diamantových deštích se pak netýkají jen Uranu a Neptunu, ale i nespočtu dalších planet v naší galaxii. Vědci navíc předpokládají, že diamanty uvnitř těchto dvou ledových planet jsou mnohonásobně větší než ty vyrobené v nedávných experimentech. Výsledky byly zveřejněny v časopise Science Advances.
Extrémní tlak
V rámci výzkumu vědci použili metodu, která má krátkodobě reprodukovat extrémní podmínky panující v nitru ledových planet. Portál SciTechDaily informuje, že intenzivními laserovými záblesky experti zasáhli vzorek materiálu, během chvilky jej zahřáli na šest tisíc stupňů Celsia, čímž vytvořili rázovou vlnu a ta na několik nanosekund stlačila daný materiál na milionkrát vyšší tlak, než je ten atmosférický.
„Zjistili jsme, že při tomto extrémním tlaku vznikají malé diamanty, takzvané nanodiamanty,“ uvedl fyzik z HZDR a profesor na univerzitě v Rostocku Dominik Kraus. Experiment vědci provedli pomocí rentgenového laseru Linac Coherent Light Source (LCLS) v rámci laboratoře SLAC National Accelerator Laboratory v Kalifornii.
Při hledání vhodného materiálu, který by byl tenký jako fólie, narazili vědci na PET, tedy čirý a pevný plast, ze kterého se vyrábí běžné plastové lahve. Díky jeho rovnováze mezi uhlíkem, vodíkem a kyslíkem dokáže podle vědce dobře simulovat aktivitu uvnitř ledových planet.
Superiontová voda
Významnou roli při vytváření nanodiamantů má také kyslík. „Vlivem kyslíku se urychlilo štěpení uhlíku a vodíku, a tím se podpořila tvorba nanodiamantů,“ říká Dominik Kraus. V kombinaci s diamanty by podle vědců mohla vznikat i voda, avšak v neobvyklé variantě. Takzvaná superiontová voda může vést elektrický proud a tím pomáhat vytvářet magnetické pole ledových obrů. Prokázat existenci superiontové vody se však vědcům dosud nepodařilo.
Portál Study finds ale přinesl popis procesu vytváření nanodiamantů. Ten odstartuje "výstřelem" vysoce výkonné laseru na na PET film rychlostí deset záblesků za sekundu. Vzniklé nanodiamanty pak z filmu vystřelují do sběrné nádrže naplněné vodou. Tam je pak výzkumníci mohou filtrovat a efektivně sklízet.
Širší využití
Výroba diamantů o velikosti nanometrů na míru je už dnes součástí brusiv a leštících prostředků. Experiment pak přináší mimo jiné širší technické využití nanodiamantů. „Dosud se diamanty tohoto druhu vyráběly především detonací výbušnin,“ vysvětlil Kraus. „S pomocí laserových záblesků by se v budoucnu mohly vyrábět mnohem čistěji a více kontrolovaně.“ Podstatnou výhodou nové technologie je to, že lze nanodiamanty řezat na zakázku s ohledem na jejich velikost. Portál Daily Mail doplnil, že by technologie mohla pomoci i s likvidací plastového odpadu.
Vědci chtějí dále vyzkoušet experimenty na vzorcích obsahujících etanol, vodu a čpavek. Vzhledem k tomu, že se všechny tyto prvky nacházejí také na Uranu a Neptunu, vědci tím lépe nasimulují dění uvnitř planet.
Na Zemi diamanty přirozeně vznikají tak, že uhlíková ložiska jsou hluboko pod povrchem vystavena vysoké teplotě a extrémnímu tlaku. Teploty zhruba ve dvou stech kilometrech pod povrchem dosahují až tisíc tři sta stupňů Celsia. Některé kameny získají tvar během několika dnů, u jiných trvá miliony let, než se zformují.
17
Čtenář reportér
Kondice
Dům a zahrada
Kafe
iReceptář
TN.cz
