Фізики розробили спосіб отримувати надчисті наноалмази зі звичайного пластику за допомогою надпотужних лазерних імпульсів. Метод відтворює екстремальні умови, подібні до тих, що існують у надрах Урана й Нептуна, та потенційно може бути корисним для квантових сенсорів і медичної діагностики.
Дослідники з Центру імені Гельмгольца Дрезден-Россендорф і Ростокського університету спрямовували лазер на пластикову плівку завтовшки лише 100 мікрометрів. Ударна хвиля створювала температуру в кілька тисяч градусів і надзвичайно високий тиск, змушуючи атоми вуглецю перебудовуватися в алмазну структуру.
Експерименти проводили на установці Extreme Light Infrastructure поблизу Праги. Після проходження ударної хвилі крізь пластик наноалмази вилітали зі зразка зі швидкістю понад 10 км/с.
Щоб зберегти кристали після такого прискорення, науковці створили спеціальний вловлювач із водорозчинним іонним гелем. Він гасив швидкість частинок, після чого їх можна було відокремити, очистити та дослідити під електронним мікроскопом.
Кожен лазерний імпульс утворював приблизно 10 трильйонів наноалмазів діаметром близько трьох нанометрів. Один такий кристал містив орієнтовно 3000 атомів, а для отримання кількох сотень мікрограмів речовини вченим знадобилося близько 100 пострілів.
Отримані частинки відзначаються високою чистотою та близькими розмірами. Науковці розглядають їх як перспективні матеріали для каталізаторів, зокрема для процесів із вуглекислим газом, а також для квантових сенсорів і контрастних речовин у магнітно-резонансній томографії.
Наступним етапом стане збільшення виходу наноалмазів до міліграмів за допомогою потужніших сучасних лазерів. Також дослідники хочуть спробувати синтезувати теоретично передбачену форму вуглецю BC8, яка може бути щільнішою та менш крихкою за звичайний алмаз.
🌟 Читайте «Експерт» у своєму смартфоні — додайте нас в Google Discover