Mit Laserblitzen: Dresdener Forscher machen aus Plastikflaschen winzige Diamanten

Die Theorie gibt es schon seit einigen Jahren: Auf den Planeten Neptun und Uranus sollen winzige Diamanten in Richtung Planetenkern herabsinken. Oder etwas bildlicher gesprochen: Es regnet dort Diamanten. Selbst gesehen hat dieses Phänomen aber natürlich noch niemand. Denn zum einen sind die Planeten dafür viel zu weit von der Erde entfernt. Zum anderen sind die Bedingungen vor Ort zu extrem. So herrschen Temperaturen von mehreren tausend Grad Celsius und der Atmosphärendruck ist millionenfach größer als auf unserer Erde. Genau diese Bedingungen dürften aber auch für die Entstehung der Diamanten sorgen. Ein internationales Forschungsteam unter der Führung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf hat sich nun allerdings gedacht: Wenn wir selber nicht auf Neptun oder Uranus forschen können, dann simulieren wir die dort herrschenden Bedingungen einfach auf der Erde. Tatsächlich erwies sich dieser Ansatz als sehr erfolgreich und brachte große Erkenntnisgewinne mit sich.

PET bietet die beste Mischung aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff

Schon vor einiger Zeit nutzten sie daher extrem starke Laserblitze, um damit Kohlenwasserstofffolien zu beschießen. Diese erhitzten sich dadurch kurzzeitig auf bis zu 6.000 Grad Celsius. Mithilfe einer künstlich erzeugten Schockwelle wurde zudem der extreme Druck auf den Planeten simuliert. Tatsächlich entstanden so winzig kleine Diamanten. Diese Versuchsanordnung war aber noch nicht ganz optimal. Denn es fehlte der auf den Planeten ebenfalls existierende Sauerstoff. Bei ihrer Suche nach einem besseren Ausgangsmaterial stießen die Forscher schließlich auf PET – den Basisstoff für die meisten Plastikflaschen auf der Erde. Hier fanden sie das richtige Verhältnis aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Also wiederholten sie den oben beschriebenen Versuch noch einmal mit PET statt reinen Kohlenwasserstofffolien. Das Ergebnis: Durch den Sauerstoff wurde die Reaktion extrem beschleunigt. Die Forscher sehen sich daher in ihrer Theorie des Diamantenregens auf Neptun und Uranus bestätigt.

Nanodiamanten könnten so gezielt produziert werden

Interessanterweise bringt das Experiment aber auch Anwendungsmöglichkeiten auf der Erde mit sich. Denn sogenannte Nanodiamanten sind auf der Erde nicht nur in der Schmuckherstellung beliebt. Vielmehr kommen sie auch in Schleifmitteln zum Einsatz. Außerdem könnten sie zukünftig als Quantensensoren, als medizinisches Kontrastmittel oder als Reaktionsbeschleuniger Verwendung finden. Bisher werden die Nanodiamanten ausschließlich durch Sprengstoff-Detonationen gewonnen. Dies ist aber kein besonders genaues Verfahren. Mithilfe der gezielten Laserimpulse ließen sich hingegen kleine Diamanten mit exakt der gewünschten Größe und in genau der benötigten Anzahl herstellen. Bei der Verwendung in Industrie und Forschung spielt es dann auch keine Rolle, ob es sich um natürliche oder künstliche Diamanten handelt. Eine Hoffnung muss man der Menschheit allerdings nehmen: Unser Plastikmüllproblem lässt sich so nicht sinnvoll lösen. Denn dazu ist schlicht der Energieverbrauch zu groß.

Via: New Atlas