octubre 7, 2022

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Investigadores fabrican diamantes de plástico: Evidencia de lluvias de diamantes en los planetas

Actualización 09/05/2022 10:46

  • Los diamantes pueden formarse dentro de los gigantes de hielo Urano y Neptuno y llover hacia el núcleo del planeta. Esto ahora ha sido confirmado por un experimento.
  • En consecuencia, los diamantes se forman lentamente, hay una capa gruesa.
  • Este mecanismo se puede utilizar en el suelo para crear pequeños diamantes.

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Un grupo dirigido por un investigador de Dresde ha creado un diminuto diamante de plástico. El material se calentó muy brevemente a varios miles de grados usando un potente láser, que separó el carbono de otros átomos y formó pequeños diamantes, informaron Dominic Krause y su equipo de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rosendorf en Science Advances.

La experiencia demuestra que por dentro planetas Urano y Neptuno pueden formar diamantes que caen hacia el centro del planeta. Además, su proceso se puede utilizar en la producción industrial de nanodiamantes.

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Si aumenta la potencia del láser, el diamante se hace más grande.

Como material de partida, Kraus y sus colegas utilizaron un material plástico que se puede encontrar en todas partes: tereftalato de polietileno, PET para abreviar, que se usa a menudo para botellas de plástico. El PET tiene ventajas sobre el poliestireno (comúnmente conocido como espuma de poliestireno), que el grupo ha utilizado en experimentos anteriores.

Además de carbono e hidrógeno, el PET también contiene oxígeno. “El efecto del oxígeno fue acelerar la división de carbono e hidrógeno, promoviendo así la formación de nanodiamantes”, explica Krause.

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Los científicos realizaron sus experimentos en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC en Menlo Park (California, EE. UU.) porque allí se encuentran disponibles potentes láseres. Usaron dos métodos para observar lo que estaba sucediendo: difracción de rayos X y dispersión de rayos X de ángulo pequeño.

Los científicos realizaron sus experimentos en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC en Menlo Park, California, EE. UU.

© dpa / Olivier Bonin / Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC

Usando este método, pudieron demostrar que calentar y comprimir PET con un láser produce diamantes de tamaño nanométrico (una millonésima de milímetro). A medida que aumentaba la potencia del láser, aumentaba la fuerza del diamante, pero solo hasta el punto de fusión del diamante, que supera los 6000 grados debido a la mayor presión.

Los diamantes de Urano y Neptuno pueden pesar millones de quilates

Los planetas Urano y Neptuno consisten principalmente en metano, agua y amoníaco, que forman un líquido muy denso. Los experimentos con láser pudieron demostrar que la presión calculada dentro de los planetas es suficiente para la formación de diamantes.

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Los investigadores predicen que los diamantes de Neptuno y Urano serán mucho más grandes que los diamantes producidos en sus experimentos, quizás con un peso de millones de quilates. A lo largo de miles de años, han podido hundirse lentamente a través de las capas de hielo de los planetas y acumularse en una capa gruesa alrededor del núcleo sólido del planeta.

El equipo también encontró evidencia de que también se pueden formar las llamadas superaguas iónicas. “Los átomos de oxígeno forman una red cristalina en la que los núcleos de hidrógeno pueden moverse libremente”, dice Krause, explicando este tipo de agua, que es eléctricamente conductora. Debido a que estos núcleos que flotan libremente están cargados eléctricamente, el agua superiónica puede conducir electricidad y podría explicar los campos magnéticos inusuales en Urano y Neptuno.

Los nanodiamantes podrían producirse de forma más limpia en el futuro

Los investigadores continúan diciendo que los experimentos podrían allanar el camino para la producción precisa de nanodiamantes. “Hasta ahora, estos diamantes se han producido principalmente mediante voladuras”, explica Krause. Con la ayuda de los flashes láser, se pueden producir de forma más limpia en el futuro. Si bien los investigadores aún necesitan dos ondas de choque láser para poliestireno, una es suficiente para fabricar PET.

Hoy en día, los nanodiamantes se utilizan principalmente en materiales abrasivos y de pulido, pero su uso en ciencia, medicina y electrónica está aumentando. En el futuro, podrían servir como sensores cuánticos altamente sensibles y aceleradores de reacción eficientes, por ejemplo, para la división del gas de efecto invernadero dióxido de carbono (CO2). (ff/dpa)

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