Наноалмазы для сенсоров будущего создали из пластика
3d-печать 07.10.2022 Комментарии к записи Наноалмазы для сенсоров будущего создали из пластика отключеныВ ходе эксперимента сильные лазерные вспышки, поразившие образец пластика, на короткое время нагрели его до 6000 и, таким образом, создали ударную волну, которая за несколько наносекунд сжала вещество до давления, в миллионы раз превышающего атмосферное.
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.
Наноалмаз — углеродная наноструктура. Фото: wikimedia
«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.
Наноалмаз — углеродная наноструктура. Фото: wikimedia
«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.
