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什么鬼!从塑料中竟然可以提炼钻石

admin 人造钻石 2020年10月02日

  塑料已经融入到我们日常生活中,每天接触到塑料制品的次数多不胜数。在大家心中塑料只是一种很便宜耐用的材料吗?你有想过有一天能从塑料中提炼钻石吗?根据已发表的科研成果,这一提炼过程已在实验室中实现。

  这次突破性的实验意味着:我们太阳系一些行星的内核周围可能会含有整层分布的珍贵材料——金刚石。

  长期以来,人们都推测天王星和海王星的地下深处存在着金刚石“雨”——这是碳元素和氢元素在超高压环境中聚合的“结晶”。

  德国研究者们使用SLAC国家加速器实验室内的X射线自由电子激光器模拟这些行星的内部环境。他们用强激光器在塑料中制造冲击波。

  “我们为这次实验准备了世界上最亮的X射线发射源,”SLAC的光子科学教授西格弗里德·格伦泽尔说,他也是本篇论文的合作作者。“需要这些高强度的快速脉冲X射线才能看清这些金刚石的结构——因为它们只在实验室里成型,时间非常之短。”

  这次实验中创造出的纳米金刚石也许能帮助研究者们探寻核聚变的奥秘——氢原子聚合,生成氦原子。在一些聚变实验里,两份氢燃料被压缩在塑料之内,与行星内部的状况相似。

  这些金刚石只持续了不到一秒钟时间。在特定压力/温度之下,一对对冲击波射向聚苯乙烯分子,进而制造出金刚石微颗粒。聚苯乙烯由氢碳混合物构成,与海王星和天王星的化学成份类似。

  研究者通过激光脉冲‘照亮’并发现了这些金刚石微粒,这是人类第一次观测到这个化学反应,它也给“行星内部金刚石形成方式”的理论增添了证据。

  “之前,研究者只能假定金刚石已经形成,”多米尼克·克劳斯说。他是亥姆霍兹联合会的科学家,也是这篇论文的第一作者。“看到最新实验成果的那一刻,是我科学生涯里最棒的瞬间之一。”

  了解特定温度和压力条件之下各元素聚合反应的情况,可以告诉我们行星的内部状况,加深我们对行星的认知。之前,我们只能通过对其轨道和大小的观测来了解它们。

  “我们无法深入这些行星地下实施观测。因此,这些实验室成果是对人造卫星和望远镜观测的补充,”克劳斯说。

  “模拟器并未真正捕捉到我们在这一领域观测的情况,”格伦泽尔说。“我们和同行的研究都能证明:这类高压环境之下的物质聚合是不可忽视的力量。”


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