นักวิจัย ทดลองยิงเลเซอร์ใส่ขวดน้ำเพื่อศึกษาสภาพดาวเคราะห์และได้ของแถมเป็นวิธีผลิต เพชร สังเคราะห์ NanoDaimond

โดยนักวิจัยค้นหาความลับของดาวยูเรนัสและเนปจูนด้วยการศึกษาขวดน้ำพลาสติกที่มีสมบัติทางเคมีใกล้กัน แต่นอกจากจะได้คำตอบแล้วยังได้วิธีการสร้างเพชรจิ๋วอีกด้วย

สมบัติทางเคมีของขวดพลาสติกกับดาวเคราะห์และการสร้าง เพชร

ขวดพลาสติกมีชื่อทางเคมีว่า โพลิเอทิลีนเทริฟทาเลต (Polyethylene Terephthalate: PET) ซึ่งมีโครงสร้างพันธะคล้ายคลึงกับส่วนในสุดของดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์อย่างดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน

นักวิจัยจึงได้นำกระบวนการทดลองมาใช้กับขวดพลาสติก PET เพื่อแกะรอยการเกิดสภาพเดียวกันในแกนของดาวทั้ง 2 ดวงนอกจากจะเข้าใจถึงกระบวนการเกิดภายในดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์แล้ว ยังได้กระบวนการผลิตเพชรจิ๋ว (Nanodiamond) เป็นของแถมในการวิจัยอีกด้วย

เป้าหมายของการวิจัยดาวเคราะห์

การวิจัยครั้งนี้นำโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากประเทศฝรั่งเศสและเยอรมนีในการออกแบบการทดลองเพื่อหาว่าอะไรที่ทำให้เกิดสภาพโครงสร้างผลึกซึ่งเชื่อว่าเป็นโครงสร้างแบบเดียวกันกับที่มนุษย์สร้างพันธะขวดพลาสติก PET ขึ้นมา เนื่องจากทุกคนทราบดีว่าดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน เป็นดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์ที่มีการหมุนรอบตัวเอง ทั้ง ๆ ที่ไม่ได้มีโครงสร้างแบบโลกที่เหมือนหินล้อมรอบแกนปฏิกรณ์นิวเคลียร์ยักษ์เอาไว้

นักวิจัยเลือกใช้การยิงเลเซอร์เพื่อสร้างช็อกเวฟ (Shock Wave) หรือการยิงคลื่นแสงความเข้มข้นสูงแต่เป็นช่วงระยะเวลาสั้น ๆ เพื่อสร้างความเปลี่ยนแปลงทั้งความดันและอุณหภูมิของขวดพลาสติก PET ที่ทำปฏิกิริยากับน้ำที่อยู่ในรูปแบบไอน้ำซึ่งอยู่ในบรรยากาศในเวลาเดียวกัน จากนั้นจะทำการศึกษาโครงสร้างด้วยการฉายรังสีใส่ลงไปยังชิ้นส่วนตัวอย่างเพื่อสังเกตการหักเห (X-ray Diffraction) และการกระเจิง (X-ray Scattering) ของรังสี (คุณสมบัติทั้ง 2 ประเภท จะบ่งบอกลักษณะโครงสร้างผลึก ธาตุประกอบ การเรียงตัว และคุณสมบัติทางฟิสิกส์อื่น ๆ) เพื่อศึกษาลักษณะการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างที่เกิดขึ้น

ผลลัพธ์จากการทดลองยิงคลื่นใส่ขวดพลาสติก PET นั้นพบว่าเกิดโครงสร้างของเพชรที่ความดัน 72 กิกะพาสคาล (GPa) หรือแรงกดทับมากกว่า 720 ตันต่อตารางเซนติเมตร กับที่ความดัน 125 กิกะพาสคาล (GPa) หรือแรงกดทับ 1.25 ล้านตันต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งถือเป็นความดันมหาศาลที่สอดคล้องกับการเกิดโครงสร้างคล้ายกันนี้ในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน โดยทั้ง 2 กรณีเกิดขึ้นที่อุณหภูมิราว ๆ 3,200 – 5,700 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นทดลองการเคลื่อนที่ที่แกนกลางของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน

นอกจากนี้ นักวิจัยยังได้ค้นพบกระบวนการสร้าง เพชร จิ๋ว (Nanodiamond) จากขวดพลาสติก PET ซึ่งใช้อากาศที่มีออกซิเจน (Oxygen) เป็นตัวทำปฏิกิริยาได้ เปิดทางการผลิตเพชรจิ๋วสำหรับอุปกรณ์ทางควอนตัมฟิสิกส์ (Quantum Physics) และอุปกรณ์ในการทำระเบิดสำหรับทำเหมืองหรืออื่น ๆ แม้ว่าหลักการทำจะเรียบง่าย เพียงแค่ยิงเลเซอร์ใส่ขวดพลาสติกแล้วก็ได้เพชรออกมา แต่เพชรจิ๋วที่ได้นั้นยังน้อยเกินไป และยังไม่สามารถควบคุมกระบวนการผลิตให้ดีได้ในตอนนี้
ถ้าเกิดว่าสิ่งนี้สามารถควบคุมการผลิตและสามารถทำในจำนวนมากได้ ไม่อยากจะนึกเลยครับ มันคงเป็นการเปลี่ยนโลกได้เลย เพราะสามารถผลิตแร่ที่มีความหายากได้ ก็คงต้องรอลุ้นกันครับ

Reference: TOMITECH TEROSOFT HAMHAM