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皇冠体育规则:科学家成功将塑料变成钻石,有助解释天王星和海王星为何怪异

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科学家用强大的激光冲击波制造出小钻石。图片来源:Shutterstocktonkid

用强大的激光对塑料进行爆破可以产生微小的钻石。在行星内部高温高压环境下也可能发生类似的过程,这有助于解释天王星和海王星为何如此怪异。

此前,研究人员已经能够通过向碳和氢的混合物发射激光来制造纳米钻石,但这需要极高的压力。美国加州SLAC国家加速器实验室的Siegfried Glenzer和同事发现,通过使用一种含有碳、氢和氧的名为PET的简单塑料——通常用于制造瓶子和其他容器,他们可以在不那么极端的条件下制造钻石。

相关研究成果9月2日发表于《科学进展》。

当研究人员向塑料发射强大的激光时,塑料被加热到3200℃至5800℃,激光脉冲产生的冲击波将塑料的压力提升到72吉帕斯卡——相当于地核压力的1/5。这将氢和氧从碳中分离出来,只留下直径几纳米的微小钻石和一种名为超离子水的水,后者比普通水更容易导电。

Glenzer说,与之前使用其他材料进行的实验相比,这一过程是在较低压力下发生的,并且像PET一样,巨型行星的内部也含有氧、碳和氢。

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“这意味着钻石可能无处不在。”Glenzer说,“如果它发生在比以前更低的压力下,则意味着这一过程也可能在天王星、海王星及土卫六等一些卫星的内部出现,因为这些天体中都含有碳氢化合物。”

这些钻石在海王星的地幔中形成,然后向地核下沉,在这个过程中产生摩擦和热量,这可以解释为什么这颗行星异常炎热。而在天王星内部,钻石形成过程中遗留下来的超离子水可能正在传导电流,这可能与其磁场的奇怪形状有关。

Glenzer说,下一步,研究人员将在纳米钻石形成后收集它们。类似的材料已经应用在工业研磨过程中,可以用于许多科学应用,但通常是通过引爆炸药来实现的。

“在其他实验中,必要的压力要高得多,条件非常极端,以至于钻石最终会解体。” Glenzer说,“现在我们已经找到了一种在较低压力下生产钻石的方法,可能有机会真正收获钻石。”

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/sciadv.abo0617

(原标题《科学家成功将塑料变成钻石》)

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网友评论

  • 2022-09-22 21:28:45

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