Наноалмазы для сенсоров будущего создали из пластика
Наноалмазы создали с помощью лазера и пластика, который используется в бутылках. Фото: HZDR / Blaurock
Крошечные алмазы, так называемые наноалмазы, способны образовываться под воздействием экстремального давления. Это выяснила международная группа ученых во главе с немецким Центром им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR), пишет SciTechDaily. Наноалмазы можно использовать в производстве очень чувствительных квантовых сенсоров, а также для изучения строения далеких планет.
Экстремальные условия возникают внутри ледяных гигантов, таких как Нептун и Уран, с давлением в миллионы раз выше, чем на Земле, и температурой, которая может достигать нескольких тысяч градусов по Цельсию. Подобные состояния можно на короткое время воспроизвести и в лаборатории, используя интенсивные лазерные вспышки. Именно этим занималась группа ученых.
«До сих пор мы использовали углеводородные пленки для подобных экспериментов, — говорит физик из HZDR Доминик Краус. — Но, поскольку ледяные гиганты также содержат значительное количество кислорода, в дополнение к углероду и водороду, с помощью этих пленок удалось лишь частично воспроизвести внутреннюю часть планет». В поисках подходящего пленочного материала исследователи наткнулись на повседневное вещество — ПЭТ. Из него делают обычные пластиковые бутылки.
«ПЭТ имеет хороший баланс между углеродом, водородом и кислородом для имитации активности ледяных планет», — объясняет Краус. Для воздействия на ПЭТ-пленки специалисты использовали мощный рентгеновский лазер Linac Coherent Light Source (LCLS). Они провели дифракцию рентгеновских лучей, чтобы определить, были ли созданы наноалмазы, а также малоугловое рассеяние, чтобы увидеть, как быстро и насколько большими росли алмазы.
«До сих пор наноалмазы в основном производились путем подрыва взрывчатых веществ, — говорит эксперт. — С помощью лазерных вспышек в будущем их можно будет производить намного чище».
Ученые видят это так: высокопроизводительный лазер производит десять вспышек в секунду на ПЭТ-пленке, которая освещается лучом с интервалом в одну десятую секунды. Созданные наноалмазы вылетают из пленки и попадают в сборный резервуар, наполненный водой. Там они замедляются, а затем могут быть отфильтрованы, собраны и использованы, например, для производства квантовых сенсоров.
фотографий
фотографий
фотографий
