點塑成鑽！科學證明：高能雷射能將寶特瓶材料轉化為奈米級鑽石

鑽石因為其稀有性而在地球上被視為奇珍異寶，但若探究鑽石的本質，它其實就是結晶的純碳，而碳元素在宇宙中又相當常見，因此科學家認為，假如透過高功率的雷射光對寶特瓶中的常見材料「聚對苯二甲酸乙二酯」（PET）進行切割，以此製造出高溫高壓的環境，或許就能用人工的方式形成鑽石，原理類似天王星、海王星這樣的冰行星可能出現的「鑽石雨」現象。

據科技及科學媒體NewAtlas的報導，鑽石因其稀有性而在地球上備受推崇，但若在其他星球上，它們可能就跟岩石一樣普遍，例如天王星、海王星這類的冰巨星以甲烷為主要成份，其若深處高壓和高溫環境，能夠將甲烷的氫原子給排除，使碳轉化為固體鑽石，並像雨一樣落入大氣層，也就是俗稱的「鑽石雨」。

雖然上述現象只是推論，並沒有實際的證據，但在2017年，一群科學家就在報告中聲稱他們在實驗室中重現了鑽石形成的過程。他們透過世界上最強大的Ｘ雷射——美國能源部國家實驗室（DOE National Laboratories）的「直線加速器相干光源」（LCLS）來模擬冰巨星裡的高溫高壓，再用碳氫化合物，也就是「烴」當材料。當超級雷射把材料加熱到攝氏6000度高溫，並產生了幾百萬個大氣壓的強大衝擊波後，確實形成了小於1微米的鑽石奈米顆粒。

儘管最初的實驗表明人工鑽石的產生在技術上是可行的，但當年團隊所用的「烴」材料是「聚苯乙烯」（化學式C8H8，Polystyrene），也就是保麗龍，它沒辦法精準模擬冰巨星內部含有「氧」的元素，因此研究人員之後又試著將這個關鍵元素混入其他材料再度進行實驗。

這一次實驗他們選擇的是寶特瓶中的常見材料「聚對苯二甲酸乙二酯」（化學式C10H8O4，polyethylene terephthalate），並同樣用LCLS對PET薄膜進行照射，接著使用2種不同的成像技術，來檢查是否生成奈米鑽石。果然，他們檢測到了密度高達每立方厘米3.87克的奈米鑽石。與保麗龍不同，含有氧的PET更接近冰巨星的大氣成份，氧氣的作用加速了碳和氫的分裂，從而促進奈米鑽石的形成，這意味著在冰巨星裡，碳原子更容易結合成鑽石。

這項研究不僅為冰巨行星上「鑽石雨」現象的推論提供了實驗上的支持，而且也研發出奈米級鑽石的潛在製造技術，雖然目前奈米鑽石因為體積過小沒有什麼太大的用途，但假設未來能製造出更大的鑽石，將可以成為工業磨料、拋光劑的成份，甚至可以用來製造高靈敏度的量子傳感器。