Фізікі адкрылі новы стан матэрыі

Падрабязнасці.

Міжнародная група даследчыкаў высветліла, што частка атамаў у вадкім метале можа заставацца нерухомай нават пры экстрэмальна высокіх тэмпературах. Гэтыя нечаканыя паводзіны аказаліся ключом да фарміравання незвычайнага стану рэчыва — так званай «загнанай у пастку» пераахалоджанай вадкасці. Праца апублікавана ў часопісе ACS Nano.

Звычайнае ўяўленне пра вадкасці прадугледжвае, што іх атамы хаатычна рухаюцца, пастаянна сутыкаюцца і змяняюцца месцамі. Але вучоныя з Універсітэта Нотынгема і Універсітэта Ульма даказалі: частка атамаў увогуле не ўдзельнічае ў гэтым хаатычным руху. Яны застаюцца зафіксаванымі на дэфектах паверхні, на якой расплаўлены метал, і здольныя цалкам змяніць працэс яго крышталізацыі.

Эксперыменты праводзіліся з дапамогай прасвечвальнага электроннага мікраскопа SALVE — унікальнага інструмента, які дазваляе назіраць за паводзінамі асобных атамаў у рэальным часе. На ультратонкі пласт графену наносілі наначасткі плаціны, золата і паладзію, награвалі іх да тэмпературы плаўлення і адсочвалі рух атамаў. Большасць з іх паводзіла сябе прадказальна, але частка нечакана заставалася нерухомай, нягледзячы на высокую тэмпературу. Гэтыя «прыляпленыя» атамы ўтрымліваліся кропкавымі дэфектамі графену і не ўдзельнічалі ў вадкасным руху.

Вучоныя навучыліся кіраваць колькасцю такіх нерухомых атамаў, павялічваючы канцэнтрацыю дэфектаў электронным пучком. Гэта дазволіла прасачыць, як менавіта фіксаваныя атамы ўплываюць на зацвярдзенне металу. Калі нерухомых атамаў няшмат, вадкасць ператвараецца ў звычайны крышталь. Але калі колькасць расце, крышталізацыя зрываецца: метал застаецца вадкім нават пры тэмпературах на сотні ступеняў ніжэй за кропку замярзання.

Даследчыкі называюць гэтае адкрыццё новым гібрыдным станам рэчыва, які спалучае ўласцівасці вадкасцей і цвёрдых цел. Раней падобныя «загароджвальныя пасткі» ўдавалася ствараць толькі для фатонаў і электронаў, але ўпершыню — для атамаў.

Вучоныя адзначылі, што такія эфекты могуць аказацца важнымі для каталізу. Плаціна на вугляродзе — адзін з самых папулярных каталізатараў у свеце. Нестандартныя паводзіны атамаў ва ўмовах нанаразмернага ўтрымання могуць растлумачыць раней невядомыя асаблівасці працы каталізатараў і дапамагчы ствараць больш даўгавечныя і самачышчальныя матэрыялы.

Далейшае развіццё метаду дазволіць фармаваць больш складаныя і працягнутыя атамныя пасткі. Гэта можа прывесці да эканомнага выкарыстання рэдкіх металаў і стварэння новых матэрыялаў для чыстай энергетыкі — ад назапашвання энергіі да канверсіі паліва.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас charter97@gmail.com