Hàng tỷ hành tinh trên khắp vũ trụ có những cơn mưa kim cương lấp lánh, điều mà chúng ta tưởng như chỉ có trong các bộ phim khoa học viễn tưởng. Đây là thông tin được một nhóm các nhà khoa học tại Phòng nghiên cứu HZDR của Đức đưa ra trong tuần này.

Trước đây, giới khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng kim cương ở thể rắn có thể hình thành từ hydro và carbon dưới áp suất cực cao trên các hành tinh băng giá khổng lồ như Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh, tại khu vực nằm phía dưới bề mặt của chúng.

Nhưng nghiên cứu mới cho thấy nhiều khả năng kim cương còn được tạo ra cả trong bầu khí quyển của các hành tinh băng giá, và từ đó hình thành những trận mưa đá quý xuống những khối băng khổng lồ ở phía dưới, theo đúng nghĩa đen. Điều thú vị nằm ở chỗ những hành tinh băng khổng lồ lại là dạng phổ biến nhất bên ngoài Thái dương hệ của chúng ta.

Được biết các nhà khoa học của HZDR đã sử dụng nhựa để tái tạo hiện tượng kết tủa kim cương tại các hành tinh băng giá. Ông Dominic Kraus cho biết nhóm của ông đã thêm oxy vào phản ứng và nhận thấy rằng “mưa kim cương” hình thành dễ dàng hơn.

Cụ thể, Kraus và cộng sự sử dùng nhựa PET để thử chế tạo những "viên kim cương nano". Trong thí nghiệm, nhóm chiếu một tia sáng laser mạnh vào một mẫu vật liệu mỏng như phim, qua đó làm nóng nó lên đến 6.000C chỉ trong nháy mắt. Đồng thời người ta cũng tạo ra một sóng xung kích để nén vật liệu lên mức lớn hơn 1 triệu lần áp suất khí quyển, trong khoảng thời gian kéo dài chỉ vài nano giây.

“Cho đến nay, chúng tôi đã sử dụng màng hydrocacbon cho các loại thí nghiệm này," Kraus cho biết. “Chúng tôi phát hiện ra rằng áp suất cực lớn và nhiệt cao đã tạo ra những viên kim cương rất nhỏ. Chúng tôi gọi chúng là kim cương nano”.

Ông nói thêm: "Vật liệu PET có sự cân bằng tốt giữa các thành phần carbon, hydro và oxy, giúp mô phỏng hoàn hảo hoạt động tạo kim cương trong các hành tinh băng. Tác dụng của oxy là đẩy nhanh quá trình phân tách cacbon và hydro. Nhờ tác động của oxy, các nguyên tử carbon có thể kết hợp dễ dàng hơn và tạo thành kim cương."

Theo Kraus, kim cương trên Hải Vương tinh và Thiên Vương tinh có thể xếp chồng lên nhau thành một lớp dày hàng trăm cây số. Giới nghiên cứu từng dự đoán rằng nhân loại sẽ có thể khai thác kim cương từ các hành tinh trong Thái dương hệ của chúng ta. Họ thậm chí còn vẽ ra viễn cảnh mỗi chuyến đi khai thác có thể mang về hàng tấn đá quý giá trị cao. Tuy nhiên công nghệ khai thác liên hành tinh có thể sẽ không xuất hiện trước năm 2469.

Nghiên cứu mới không chỉ giúp chúng ta hiểu thêm về vũ trụ mà còn có giá trị ứng dụng thực tiễn, để sản xuất những viên kim cương có kích thước nanomet. Vật liệu kim cương nano đã được dùng khá nhiều trong các chất mài mòn và đánh bóng.

Trong tương lai, kim cương nano có thể được sử dụng làm cảm biến lượng tử có độ nhạy cao hay chất tạo độ tương phản dùng trong y tế hoặc máy gia tốc để phân tách khí CO2.

Kraus giải thích: “Cho đến nay, những viên kim cương nano chủ yếu được sản xuất bằng cách kích nổ chất nổ. Nhưng với sự trợ giúp của công nghệ mới, chúng có thể được sản xuất "sạch" hơn nhiều trong tương lai"./.