Estudo descobre origem da "chuva de diamantes" com uso de plásticos PET
Investigadores do SLAC descobriram que o oxigénio aumenta a precipitação exótica, constituindo-se um novo caminho para fazer diamantes no planeta Terra. A água em si é muito valiosa, mas já imaginaram uma “chuva de diamantes”? Saiba mais aqui!
Os cientistas do SLAC National Accelerator Laboraty, do Departamento de Energia, descobriram agora que a presença de oxigénio contribui para a formação de diamantes, permitindo que eles aflorem numa ampla gama de condições semelhantes às dos planetas Urano e Neptuno. Num estudo anterior, datado de 1981, já se havia descoberto que a “chuva de diamantes” era bastante comum nesses planetas, o que motivou este tipo de investigação.
No último estudo ficou evidente a forma como a "chuva de diamantes" se forma e o modo como pode ser usado no nosso planeta para fabricar nanodiamantes. A relevância da sua produção dá-se em diversas áreas, nomeadamente em aplicações para entrega de medicamentos, em sensores médicos, em cirurgias não invasivas e na eletrónica quântica.
A equipa liderada pelo Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), pela Universität Rostock, na Alemanha, e pela Institut Polytechnique de Paris, em França, e em colaboração com o SLAC, publicaram agora estes resultados na Science Advances.
A importância do plástico
Em investigações recentes, os cientistas utilizaram o material plástico PET, normalmente empregue em embalagens de alimentos, garrafas e recipientes plásticos. O objetivo era reproduzir a composição e a precisão dos planetas gelados. Anteriormente já se havia demonstrado a importância dos materiais plásticos feitos através de mistura de hidrogénio e carbono, consideradas componentes-chave da composição química de Neptuno e Urano.
De facto, o PET tem uma boa capacidade de equilíbrio entre o carbono, o hidrogénio e o oxigénio e pode ser por isso usado para simular a atividade dos planetas de gelo.
O oxigénio como melhor amigo do diamante
Os investigadores utilizaram também o laser ótico de alta potência através do instrumento Matter in Extreme Conditions (MEC) na Linac Coherent Light Source (LCLS) do SLAC para criar ondas de choque no PET. Após esta análise, investigaram o modo como plástico reagia aos raios-X do LCLS.
️ At #LCLS, a team led by @HZDR_Dresden, the University of Rostock and @Polytechnique mimicked the extreme temperatures and pressures found deep inside ice giant planets to find that diamond rain" could be more common than previously thought. https://t.co/yRmfTj1cvk
SLAC (@SLAClab) September 2, 2022
A utilização do método de difração de raios-X permitiu observar os átomos do material através da reorganização em pequenas regiões do diamante. Foi usado também outro método de espelho de pequeno ângulo, que não tinha sido empregue no artigo anterior, para medir a forma como essas regiões crescem.
Com esse método adicional, compreende-se que as regiões de diamante crescem em alguns nanómetros de largura. A partir da presença do oxigénio no material, os nanodiamantes são capazes de crescer a pressões e temperaturas mais baixas do que aquelas que eram observadas anteriormente.
Planetas congelados
Em resultado do avanço destas descobertas também fica afetada a nossa compreensão sobre os planetas das galáxias mais distantes. Os cientistas acreditam que os gigantes de gelo são a forma mais comum para um planeta fora do nosso sistema solar.
No caso do núcleo do planeta Terra é constituído predominantemente por ferro e, como tal, ainda se procura perceber como a presença de certos elementos mais leves podem alterar as condições de fusão. Só assim será também possível perceber na totalidade como se podem formar estes diamantes.
Embora os resultados mostrem que a formação de diamantes pode ocorrer a partir de qualquer mistura, estão ainda a ser realizadas várias experiências com diferentes materiais puros.
Glenzer, diretor da Divisão de Densidadade de Alta Energia do SLAC, adverte que dentro dos planetas isso é mais complexo, até porque existem muitos produtos químicos em mistura. Atendendo a essa razão, têm procurado identificar o efeito desses produtos químicos adicionais na produção de diamantes.
Os próximos passos passam pela realização de novas investigações, que permitirão entender como a "chuva de diamantes" se forma noutros planetas, tendo em consideração a composição real do núcleo desses mesmos.