Διαμάντι από φυστικοβούτυρο

Οι ερευνητές προσπαθούν να προσομοιώσουν τις συνθήκες που επικρατούν στον κατώτερο μανδύα της Γης, με σκοπό να φτιάξουν διαμάντια. Το εσωτερικό της Γης διαιρείται σε στρώματα με τον πυρήνα (core), τον κατώτερο και ανώτερο μανδύας (lower/upper mantle) και τον φλοιό (crust). Στον κατώτερο μανδύα που βρίσκεται σε περισσότερα από 800χλμ κάτω από την επιφάνεια, οι θερμοκρασίες φθάνουν τους 2.200^oC και η πίεση είναι 1,3 εκατομμύρια πιο υψηλή.

Πώς δημιουργούνται τα διαμάντια;

Τα διαμάντια είναι άτομα άνθρακα που είναι διατεταγμένα σε δομή ενός κρυστάλλου. Με βάση μια θεωρία, τα πετρώματα "τράβηξαν" διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) από τους ωκεανούς.
Καθώς αυτά τα πετρώματα απορροφήθηκαν στον εσωτερικό της Γης, οι υψηλές πιέσεις απελευθέρωσαν το διοξείδιο του άνθρακα. Λόγω της παρουσίας του σιδήρου ο άνθρακας διαχωρίστηκε από το οξυγόνο. Έτσι τα μεμονωμένα άτομα άνθρακα λόγω της υψηλής θερμοκρασίας, δημιούργησαν πυκνούς κρυστάλλους.

Τι ξεχωριστό είχε το φυστικοβούτυρο;

Το φυστικοβούτρο όπως όλα τα τρόφιμα περιέχουν άνθρακα, αφού προέρχονται από ζωντανούς οργανισμούς.

Έτσι και το αγαπημένο σνακ ήταν μια πολύ καλή πηγή άνθρακα για τους επιστήμονες. Η δυσκολία είναι ότι μαζί στον άνθρακα είναι προσδεμένο υδρογόνο, που συνεπάγεται ότι απαιτείται περισσότερος χρόνος για τη δημιουργία του διαμαντιού, αφού για ένα διαμάντι μεγέθους 2-3mm απαιτούνται εβδομάδες.

Χρησιμοποιούνται δύο πρέσες. Η μία που αποτελείται από ένα έμβολο που συμπιέζει τα δείγματα με πάνω από 280.000 ατμόσφαιρες ενώ θερμαίνονται σε ένα κλίβανο. Η δεύτερη συνθλίβει τα νεοσυνθεμένα υλικά με 1,3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες.

Για να δουν αν η σύσταση του νέου κρυστάλλου έχει παρόμοια δομή με τον μανδύα της Γης, μετρούν το πώς ο ήχος ταξιδεύει μέσα στον κρύσταλλο και συγκρίνουν τα αποτελέσματα αυτά με τα δεδομένα από τα σεισμικά κύματα που γίνονται στο εσωτερικό της Γης.

Το πείραμα προσπαθεί να δώσει απαντήσεις για την προέλευση και για τα συστατικά και τις συνθήκες που έπαιξαν ρόλο, πριν από εκατομμύρια χρόνια, στη διαμόρφωση του Πλανήτη μας.

Η ερευνητική ομάδα ελπίζει επίσης ότι αν πειραματιστεί με τα υλικά θα καταφέρει να φτιάξει διαμάντια με ξεχωριστές ιδιότητες. Όπως να προσθέσουν βόριο ώστε να λειτουργήσουν ως υπεραγωγοί ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που να μην θερμαίνονται ή να τα κάνουν πιο ανθεκτικά κατάλληλα για βιομηχανικές εφαρμογές.

--

Πηγές:

οι εικόνες ανήκουν στο: thriftysue.com , mtpleasantjewelers.com

David Robson. How to make a diamond from scratch - with peanut butter. bbc.com

Stagno, V., Ojwang, D. O., McCammon, C. A., & Frost, D. J. (2013). The oxidation state of the mantle and the extraction of carbon from Earth/'s interior.Nature, 493(7430), 84-88.