Woda może się stać superkwasem i tworzyć diamenty z węgla

W takich warunkach woda może również oddziaływać na węgiel, zmieniając go w diamenty. Takie odkrycie przedstawili naukowcy w serwisie ArXiv, który gromadzi naukowe preprinty.

Aby woda mogła stać się superkwasem, muszą zaistnieć ekstremalne warunki – temperatura rzędu 1727-2727 stopni Celsjusza oraz ciśnienie od 22 do 69 gigapaskali. To niezwykle wysokie wartości, porównywalne z warunkami panującymi we wnętrzu Ziemi oraz na gazowych olbrzymach, takich jak Uran czy Neptun. Dla porównania, temperatura 2727 stopni Celsjusza to wartość odpowiadająca plamom słonecznym na powierzchni Słońca, a ciśnienie 50 gigapaskali jest aż 500 tysięcy razy wyższe od ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza.

Badania nad superkwasem

Badania prowadzone przez Flavio Siro Brigiano z Uniwersytetu Paryskiego (Sorbona) oraz jego współpracowników opierały się na symulacjach komputerowych. Naukowcy wykorzystali zaawansowane modele ruchów atomowych i reakcji chemicznych, a także uczenie maszynowe do przeprowadzania dodatkowych obliczeń w sposób bardziej wydajny obliczeniowo. Dzięki temu mogli dokładnie przeanalizować, jak woda w ekstremalnych warunkach zmienia swoje właściwości.

Jednym z najbardziej intrygujących efektów działania superkwasu jest możliwość przekształcania węglowodorów, takich jak metan, w struktury przypominające diamenty. Proces ten był już wcześniej obserwowany w innych roztworach superkwasowych, jednak teraz udało się potwierdzić, że może on zachodzić także przy udziale wody pod wysokim ciśnieniem i temperaturą. To odkrycie może tłumaczyć wyniki wcześniejszych badań, które sugerowały, że na Uranie i Neptunie mogą występować deszcze diamentowe.

Potencjalne zastosowania

Choć uzyskanie takich warunków w laboratorium jest bardzo trudne, naukowcy zastanawiają się nad praktycznym wykorzystaniem superkwaśnej wody. Może ona nie tylko pomóc w wytwarzaniu diamentów, ale także znaleźć zastosowanie w przemyśle, zastępując tradycyjne superkwasy wykorzystywane np. w rafinacji ropy naftowej. Badacze planują przeprowadzenie dalszych eksperymentów, by sprawdzić, czy przy niższych temperaturach i ciśnieniach również można uzyskać podobne efekty.

Odkrycie superkwaśnych właściwości wody w ekstremalnych warunkach otwiera nowe perspektywy w nauce i technologii. Możliwość przemiany węgla w diamenty oraz potencjalne zastosowania w przemyśle sprawiają, że temat ten będzie zapewne dalej eksplorowany przez naukowców na całym świecie. Choć obecnie wydaje się to trudne do zrealizowania, przyszłe badania mogą dostarczyć nowych metod wykorzystania tej niezwykłej właściwości wody.