Ein Laserstrahl erzeugt Miniaturdiamanten aus einfachem alten Plastik. Das ist richtig, die gleiche Art, die in Sodaflaschen verwendet wird.
Wenn es auf etwa das Millionenfache des atmosphärischen Drucks der Erde zusammengedrückt und auf Tausende von Grad Celsius erhitzt wird, bildet Polyethylenterephthalat oder PET Nanodiamanten, berichten der Physiker Dominik Kraus und Kollegen am 2. September Wissenschaftliche Fortschritte.
Eisriesenplaneten wie Neptun und Uranus haben ähnliche Temperaturen, Drücke und Kombinationen chemischer Elemente wie die Materialien in der Studie, was darauf hindeutet, dass Diamanten in das Innere dieser Planeten regnen könnten. Darüber hinaus, sagen die Forscher, könnte die neue Technik zur Herstellung von Nanodiamanten für den Einsatz in Quantengeräten und anderen Anwendungen eingesetzt werden.
In der neuen Studie trainierten die Forscher Laser auf Kunststoffproben. Jeder Laserstrahl sandte eine Schockwelle, die durch den Kunststoff raste und den Druck und die Temperatur im Inneren erhöhte. Die Untersuchung des Materials mit Röntgenstrahlen zeigte, dass sich Nanodiamanten gebildet hatten.
Frühere Studien hatten Diamanten durch Komprimieren von Wasserstoff- und Kohlenstoffverbindungen erzeugt. Aber PET, das häufig in Lebensmittel- und Getränkeverpackungen verwendet wird, enthält nicht nur Wasserstoff und Kohlenstoff, sondern auch Sauerstoff. Dadurch passt es besser zur Zusammensetzung von Eisriesenplaneten wie Neptun und Uranus. Der Sauerstoff scheint die Diamantbildung zu unterstützen, sagt Kraus von der Universität Rostock in Deutschland. „Der Sauerstoff saugt den Wasserstoff heraus“, sagt er, und hinterlässt Kohlenstoff, aus dem dann Diamant entstehen kann.
Nanodiamanten werden üblicherweise mit Sprengstoff hergestellt, sagt Kraus, ein Prozess, der nicht leicht zu kontrollieren ist. Die neue Technik könnte Nanodiamanten herstellen, die leichter für bestimmte Anwendungen maßgeschneidert werden können, wie z. B. Quantengeräte, die aus Diamant mit Defekten hergestellt werden, bei denen beispielsweise Stickstoffatome einige der Kohlenstoffatome ersetzen (SN: 06.07.18).
„Die Idee ist ziemlich cool. Sie nehmen eine Wasserflasche aus Plastik; Sie zappen es mit einem Laser, um Diamanten herzustellen. Wie praktisch es ist, weiß ich nicht“, sagt der Physiker Marius Millot vom Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien, der nicht an der neuen Studie beteiligt war. Wie leicht die Diamanten wiedergefunden werden könnten, sei unklar, sagt er. Aber „es ist ziemlich nett, über die Idee nachzudenken.“