Într-un moment considerat istoric pentru știință și tehnologie, cercetătorii de la Universitatea din Rostock și Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) au reușit crearea carbonului lichid, un progres științific fără precedent care ar putea transforma fundamental domeniul fuziunii nucleare și al științei materialelor.
Această descoperire remarcabilă, publicată în prestigioasa revistă Nature, deschide drumuri complet noi în înțelegerea comportamentului materiei în condiții extreme.
Carbon lichid – o premieră științifică
Carbonul este cunoscut pentru stabilitatea sa la temperaturi înalte și pentru tranziția sa directă de la solid la gaz în condiții normale. Însă, în condiții extreme de aproximativ 4.500°C și presiuni ridicate, el poate ajunge într-o stare lichidă – o fază până acum doar teoretizată. Această performanță a fost posibilă datorită laserului ultra-performant DiPOLE 100-X dezvoltat în Marea Britanie de STFC’s Central Laser Facility, care a creat condițiile necesare pentru lichefierea probelor de carbon solid timp de doar câteva miliardimi de secundă, scrie Sustainability Times.
Cu ajutorul razelor X, cercetătorii au captat modele de difracție care au oferit, pentru prima dată, o imagine clară a structurii atomice a carbonului lichid. Rezultatele indică o organizare similară cu cea a diamantului, cu patru atomi vecini direcți – un indiciu crucial pentru înțelegerea proprietăților acestui material în stări extreme.
Un potențial uriaș pentru fuziunea nucleară
Crearea carbonului lichid deschide o perspectivă revoluționară pentru dezvoltarea reactoarelor de fuziune nucleară. Datorită punctului său de topire foarte ridicat și proprietăților structurale unice, carbonul lichid ar putea deveni un agent de răcire eficient și un moderator de neutroni, facilitând reacțiile de fuziune și menținerea stabilității în reactor.
„Sistemul laser al STFC a deschis noi posibilități de cercetare”, au declarat membrii echipei, subliniind că această realizare poate rezolva unele dintre cele mai mari provocări din energia fuziunii.
În contextul în care omenirea caută surse de energie sigure, sustenabile și eficiente, fuziunea nucleară rămâne „Sfântul Graal” al științei energetice. Carbonul lichid ar putea fi piesa lipsă din acest puzzle, oferind o soluție viabilă la nivel tehnologic și economic.
Depășirea limitelor experimentale
Experimentele au fost efectuate la European XFEL, folosind sistemul D100-X pentru a analiza în detaliu tranziția de la starea solidă la cea lichidă. Cercetătorii au repetat procesul de lichefiere în condiții controlate, ajustând parametrii cu precizie, pentru a crea o imagine completă a comportamentului carbonului.
Un aspect esențial al studiului este precizia cu care a fost determinat punctul de topire al carbonului – un subiect de dezbatere de zeci de ani între diverse școli teoretice. Această clarificare aduce un plus semnificativ în înțelegerea generală a acestui element și a aplicațiilor sale.
