Германиялық физиктер қуатты лазер импульстерінің көмегімен қарапайым пластиктен наноалмаздар алу әдісін әзірледі. Тәжірибе барысында диаметрі шамамен 3 нанометр болатын алмаз кристалдарын алып, оларды жоғары қысым мен температура әсерінен кейін бұзылмаған күйде жинау мүмкін болды.
Зерттеуді Германиядағы Дрезден-Россендорф қаласындағы Гельмгольц орталығы мен Росток университетінің мамандары Прага маңындағы Extreme Light Infrastructure лазерлік қондырғысында жүргізді. Тәжірибеде бөтелкелер мен қаптамалар жасауға қолданылатын полиэтилентерефталат (ПЭТ) пластигі пайдаланылды.
Ғалымдар қалыңдығы 100 микрометрлік пластик үлдірге қуатты лазер импульстерін бағыттаған. Соның нәтижесінде материалға шамамен 100 гигапаскаль қысым түсіп, температура 3700 градус Цельсийге дейін жеткен. Мұндай экстремалды жағдайда пластиктің құрамындағы көміртек атомдары бірігіп, алмаз кристалдарын түзген.
Бұған дейін де лазер көмегімен наноалмаздар алу мүмкіндігі көрсетілгенімен, олардың тәжірибеден кейін сақталатынын дәлелдеу қиын болған. Жаңа зерттеуде ғалымдар кристалдарды зақымдамай жинауға мүмкіндік беретін арнайы суға еритін иондық гельді қолданды. Зерттеу нәтижесінде алынған бөлшектердің орташа диаметрі шамамен 3 нанометр екені анықталды.
Әрбір лазер импульсі шамамен 10 триллион наноалмаз түзуге мүмкіндік береді. Дегенмен, олардың өте ұсақ болуына байланысты алынған материалдың жалпы массасы аз. Бірнеше жүз микрограмм наноалмаз жинау үшін шамамен 100 лазер импульсі қажет болған.
Наноалмаздар жоғары қаттылығы мен ыстыққа төзімділігіне байланысты жылтырату материалдарында қолданылады. Ал жаңа әдіспен алынған аса ұсақ кристалдар кванттық сенсорлар, магниттік-резонанстық томографияға арналған контрастық заттар және химиялық реакцияларды жеделдететін катализаторлар жасауға мүмкіндік беруі мүмкін. Ғалымдар кристалдардың құрамына басқа элементтердің атомдарын енгізу арқылы олардың қасиеттерін өзгерту жолдарын да қарастыруда.
Әзірге технология зертханалық деңгейде қалып отыр. Оны өнеркәсіпте қолдану үшін өндірілетін материал көлемін арттырып, энергия шығынын бағалау қажет. Зерттеушілердің келесі мақсаты – қуаттырақ лазерлік жүйелерді пайдаланып, алынатын наноалмаздардың мөлшерін миллиграмм деңгейіне жеткізу.
Дереккөз: https://new-science.ru/uchjonye-prevratili-obychnyj-plastik-v-almazy-s-pomoshhju-moshhnogo-lazera/
Фото: Shutterstock