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法国科学家通过计算机模拟发现,在极端高温高压下,水可变为超强酸,具有制造钻石的潜力。这一发现为钻石制造工艺带来新思路,并可能揭开天王星和海王星上钻石雨的形成之谜。但实验室重现极端环境仍面临挑战。

据英国《新科学家》杂志网站报道,法国国家科学研究中心的研究团队通过计算机模拟发现,在极端高温高压条件下,水将转变为一种“超强酸”,这种“超酸水”具有制造钻石的潜力。这项研究为钻石制造工艺带来了创新思路,同时也可能解开天王星和海王星等冰冻行星上“钻石雨”的神秘面纱。

模拟实验显示,在1727℃至2727℃的极端温度,以及22千兆帕至69千兆帕的极端高压环境下,普通的水会转变为一种“超强酸”,其酸性强度惊人,可达硫酸的数十亿甚至数万亿倍。2727℃接近太阳黑子的温度,而50千兆帕的压力则相当于100头大象立于人的指尖之上。

科学家在地球内部、天王星和海王星等冰冻行星内部,以及实验室的受控环境中,发现过此类高温高压条件。研究团队利用先进的计算机模拟技术,模拟了原子运动和化学反应,得出了这一发现。他们进一步利用机器学习模型,提高了计算效率。模拟结果显示,在相同条件下,“超酸水”能将甲烷等碳氢化合物转化为类似钻石的结构,这为理解天王星和海王星等冰冷巨行星内部的“钻石雨”提供了理论支持。

“超酸水”的发现可能引发钻石制造技术的革命,或在炼油等工业领域替代传统超强酸。然而,美国埃默里大学的乔尔·鲍曼指出,尽管理论模型令人振奋,但在实验室中重现行星内部的极端环境仍面临巨大挑战。此外,“超酸水”与“钻石雨”之间的直接联系目前尚需进一步验证。

(文章来源:科技日报)