Co dzieje się wewnątrz planet takich jak Neptun i Uran? Aby się tego dowiedzieć, międzynarodowy zespół przeprowadził nowatorski eksperyment.

Użyli intensywnych błysków laserowych, aby zbadać, co się stało, gdy wystrzelili laser na cienką warstwę prostego plastiku PET.

W rezultacie naukowcy byli w stanie potwierdzić swoją poprzednią hipotezę, że diamenty rzeczywiście padają deszczem wewnątrz lodowych olbrzymów na obrzeżach naszego Układu Słonecznego.

Kolejną zaletą było to, że proces ten może utorować drogę nowej metodzie generowania nanodiamentów, które są wymagane na przykład w bardzo czułych czujnikach kwantowych.

Tworzywa sztuczne zamieniają się w nanodiamenty

Temperatury we wnętrzach lodowych planet olbrzymów, takich jak Neptun i Uran, mogą sięgać tysięcy stopni Celsjusza, a ciśnienie jest miliony razy większe niż w ziemskiej atmosferze, jak podaje ScienceDaily.

Jednak takie stany można krótko zasymulować w laboratorium: silne błyski lasera uderzają w próbkę materiału podobną do filmu, podgrzewają ją w mgnieniu oka do 6000 stopni Celsjusza i generują falę uderzeniową, która ściska materiał na kilka nanosekundy do miliona razy większe od ciśnienia atmosferycznego.

„Wcześniej do tego rodzaju eksperymentów używaliśmy filmów węglowodorowych” – powiedział Dominik Kraus, fizyk w HZDR i profesor na Uniwersytecie w Rostocku.

Zaobserwowali, że to ogromne ciśnienie utworzyło nanodiamenty, które są mikroskopijnymi diamentami. Ponieważ jednak lodowe olbrzymy zawierają nie tylko węgiel i wodór, ale także duże ilości tlenu, filmy te mogą tylko częściowo reprezentować wnętrza planet.

Szukając odpowiedniego materiału foliowego, naukowcy natknęli się na powszechną substancję: PET, żywicę używaną do produkcji zwykłych plastikowych butelek.

PET ma silną równowagę węgla, wodoru i tlenu, co odzwierciedla aktywność w światach lodowych, wyjaśnia Kraus.

Próby przeprowadzono w Narodowym Laboratorium Akceleratora SLAC w Kalifornii, w którym mieści się źródło światła koherentnego Linac (LCLS), potężny laser rentgenowski oparty na akceleratorze.

Wykorzystali go do zbadania, co dzieje się, gdy intensywne błyski lasera uderzają w folię PET, stosując jednocześnie dwie metody pomiaru: dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego, aby wykryć, czy powstały nanodiamenty, oraz rozpraszanie pod małym kątem, aby ocenić, jak szybko i jak duże rosły diamenty.

Według Dominika Krausa, który poinformował o odkryciach, tlen przyspieszył rozszczepianie węgla i wodoru, zachęcając do produkcji nanodiamentów.

Oznaczało to, że atomy węgla mogły łatwo łączyć się i tworzyć diamenty.

To uwiarygodnia pogląd, że diamenty naprawdę spadają na lodowych gigantów.

Odkrycia prawdopodobnie będą miały zastosowanie nie tylko do Urana i Neptuna, ale także do mnóstwa innych planet w naszej galaktyce.

Nanodiamenty

Nanodiamenty (ND) są szczególnie interesujące dla różnych możliwych zastosowań ze względu na ich doskonałe właściwości mechaniczne i optyczne, dużą powierzchnię, łatwość biokoniugacji i wysoką biokompatybilność, zgodnie ze ScienceDirect.

W ostatnich latach nanomedycynie poświęca się dużo uwagi ND i poczyniono znaczne postępy.

W tym artykule przedstawiono szlaki syntetyczne i charakterystyczne cechy chorób neurodegeneracyjnych.

Ponadto dokonano przeglądu obecnych postępów w nanomedycznych zastosowaniach nanomedycznych, takich jak bioobrazowanie, dostarczanie leków i biodetekcja.

Nanodiamenty (ND) zostały podkreślone jako nowa klasa nanomateriałów węglowych, ponieważ dziedziczą charakterystyczne cechy diamentów masowych, takie jak niska toksyczność, trwała fluorescencja, prosta funkcjonalizacja, naturalna biokompatybilność i inne podstawowe właściwości.

Od czasu pierwszej syntezy ND w latach 60 w ciągu ostatnich kilku dekad opublikowano ogromną liczbę badań dotyczących ND.

ND o różnych kształtach i rozmiarach zostały stworzone przy użyciu różnych technik syntezy i są szeroko stosowane w wielu dyscyplinach, w tym w trybologii i smarowaniu, dostarczaniu leków, bioobrazowaniu, magazynowaniu energii z bioczujników, katalizie i fotourządzeniach.

Zajęto się już kilkoma kluczowymi elementami ND i ich zastosowaniami, ale przeprowadzono niewiele ocen obecnego postępu ND w nanomedycynie.

Opracowanie: irme.pl