Khoa học đã chứng minh rằng dưới áp suất cực lớn và nhiệt độ cực cao bên dưới bề mặt của các hành tinh, các hydrocacbon được hình thành thành kim cương, một loại tinh thể mà ai cũng muốn sở hữu.
Nhưng trên sao Hải Vương và sao Thiên Vương cách Trái đất hàng tỷ km, quá trình tạo kim cương của vũ trụ hơi khác so với những gì chúng ta biết. Kể từ những năm 1970, các nhà khoa học tin rằng hai hành tinh này đã làm mưa kim cương theo đúng nghĩa đen.
Năm 2017, các nhà nghiên cứu ở Đức và California (Mỹ) đã tìm ra cách tái tạo điều kiện lý tưởng trên Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương.
Họ tinh chế những viên kim cương nhỏ gọi là kim cương nano trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng polystyrene (hay còn gọi là Styrofoam). Năm năm sau, họ đã thử một lần nữa, lần này là sử dụng polyethylene terephthalate (PET) chất lượng cao.
Nghiên cứu đã được công bố vào cuối tuần trước trên tạp chí Tiến bộ Khoa học được kỳ vọng sẽ mở ra một hướng đi mới trong việc tạo ra kim cương nano tái chế từ nhựa phế thải.
Câu hỏi đặt ra ở đây là tại sao trên thế giới có rất nhiều chất liệu nhựa khác nhau nhưng các nhà khoa học lại chọn cách tạo ra kim cương từ hộp đựng thức ăn hay chai nước?
Dominik Kraus, một nhà khoa học tại phòng thí nghiệm nghiên cứu Đức Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf và là tác giả chính của nghiên cứu, đã trả lời qua email rằng có lý do chính đáng cho việc này.
Kraus và các đồng nghiệp của ông đã chế tạo kim cương nano từ polystyrene (hợp chất chứa các nguyên tố carbon và hydro giống như các nguyên tố được tìm thấy trên Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương). Họ bắn phá vật liệu bằng cách sử dụng nguồn sáng kết hợp Linac – một tia laser công suất cao tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC ở California (Mỹ).
Quá trình này nhanh chóng làm nóng polystyrene đến 5.000 độ K (hơn 1.000 độ C) và nén nó xuống 150 gigapascal, mô phỏng các điều kiện tự nhiên trong lõi của các hành tinh băng giá.
Trong khi các nhà nghiên cứu tạo ra ánh sáng cực nhỏ từ tia laser, họ nhận ra rằng một thành phần hóa học quan trọng đang bị thiếu: oxy. Vì vậy, họ chuyển sang PET, loại vật liệu không chỉ phổ biến hơn polystyrene mà còn có sự cân bằng tốt giữa carbon, hydro và oxy.
“Hóa học trong trường hợp này rất phức tạp và cực kỳ khó để mô phỏng các điều kiện tự nhiên. Bất cứ điều gì có thể xảy ra là một cụm từ điển hình khi thảo luận với các nhà nghiên cứu lý thuyết -” Đã có một số dự đoán rằng sự hiện diện của oxy giúp cacbon tách khỏi hydro và Kraus giải thích.
Nghiên cứu không chỉ giới hạn trong việc tạo ra những viên kim cương lấp lánh từ nhựa phế thải. Các nhà nghiên cứu đang tìm cách hiểu rõ hơn về các điều kiện môi trường khắc nghiệt trên các hành tinh để hiểu cách các vòi hoa sen kim cương được tạo ra theo đúng nghĩa đen.
