Khám phá mới: Biến nhựa thành kim cương bằng tia laser

Nghiên cứu mới lấy cảm hứng từ các hành tinh xa xôi, đã thành công biến đổi một loại nhựa thông thường thành những viên kim cương siêu nhỏ.

Bằng cách sử dụng tia laser với cường độ siêu mạnh, các nhà khoa học vừa đạt được bước tiến mới khi biến đổi nhựa rẻ tiền thành những "viên kim cương nano" nhỏ bé.

Khám phá này lấy cảm hứng từ những cơn mưa kim cương được cho là xảy ra khá thường xuyên trên những hành tinh băng giá khổng lồ của Hệ Mặt Trời, gồm Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương.

Trong thử nghiệm được thực hiện thành công, các nhà khoa học đã lấy một tấm nhựa polyethylene terephthalate (PET) - loại khá phổ biến được tìm thấy trong các chai nhựa, rồi sử dụng một tia laser quang học công suất cao chiếu vào nó.

Dưới nguồn sáng kết hợp Linac, tấm nhựa bị thiêu đốt ở khoảng 6.000 độ C và chịu áp suất lớn hơn hàng triệu lần so với áp suất của bầu khí quyển Trái Đất chỉ trong một phần tỷ giây.

Kết quả là các nguyên tử carbon bên trong nhựa đã tái cấu trúc để trở thành tinh thể, còn hydro và oxy đã hoàn toàn bị loại bỏ khỏi liên kết.

Cần phải nói thêm rằng, carbon ở dạng tinh thể - hay kim cương nano vẫn còn khác xa những viên kim cương lấp lánh mà chúng ta thường nhìn thấy tại các cửa hàng đồ trang sức. Chúng chỉ là những viên kim cương có kích thước cực kỳ nhỏ bé, với chỉ vài nanomet, hay 1 phần tỷ mét.

Trong ứng dụng thực tiễn, loại kim cương này chủ yếu được sử dụng làm cảm biến lượng tử siêu nhỏ để đo nhiệt độ và từ trường.

Ngoài ra, chúng cũng mang đến những ứng dụng tiềm năng khác như biến carbon dioxide thành các khí khác bớt ô nhiễm hơn, hay đưa thuốc vào bên trong cơ thể dưới dạng những "con tàu" chuyên chở.

Nghiên cứu mới cũng có thể giúp tạo ra các viên kim cương thương mại theo một kích thước cụ thể, từ đó làm thay đổi ngành khai thác đối với khoáng sản quý hiếm này.

Bên cạnh tinh thể carbon được tạo thành, các nhà khoa học cũng phát hiện thấy một trạng thái kỳ lạ của nước, tạm gọi là "băng nước siêu cường", xuất hiện trong thí nghiệm.

Theo Dominik Kraus, nhà vật lý tại Dresden-Rossendorf (Đức), dạng nước kỳ lạ này cho phép các proton di chuyển qua mạng nguyên tử oxy, và có thể tạo ra các từ trường đặc biệt.

Bằng cách tìm hiểu kỹ hơn về cách thức mà chúng tồn tại, các nhà khoa học sẽ có cái nhìn rõ nét hơn về những gì đang diễn ra trên một số hành tinh xa xôi, và đánh giá xem liệu mưa kim cương (hoặc nước) có thực sự tồn tại ở đó hay không.