Revolucionarno razumijevanje atomskih procesa
Razumijevanje atomskih mehanizama metala važnije je nego ikad prije, jer tehnologije sve veće složenosti moraju izvući maksimum iz rijetkih metala. Jedno od najuzbudljivijih područja istraživanja trenutno se nalazi upravo na granici između metalne tekućine i krutine. Iako materiju obično zamišljamo u tri oblika — kao plin, tekućinu ili krutinu — upravo tekućine i dalje imaju moć iznenaditi znanstvenu zajednicu.
U novom radu objavljenom u časopisu ACS Nano, znanstvenici sa Sveučilišta Nottingham u Ujedinjenom Kraljevstvu i Sveučilišta Ulm u Njemačkoj ponovno su pokazali zašto mnogi aspekti tekućina ostaju zbunjujuće misterije. Koristeći transmisijsku elektronsku mikroskopiju tijekom procesa skrutnjivanja rastaljenih nano-kapljica metala, primijetili su nešto krajnje neobično: neki atomi u tekućini ostali su nepomični.
Atomski 'obor’ i kontrola materije
Istraživači su uspjeli izvesti ovaj eksperiment zahvaljujući mikroskopu Sub-Angstrom Low-Voltage Electron (SALVE) na Sveučilištu Ulm. Dok je većina atoma u tekućim oblicima raznih metala vibrirala prema očekivanjima, znanstvenici su primijetili da su se određeni atomi zbunjujuće zadržali na mjestu, vezani za potporne materijale oko točkastog defekta na grafenu.
- Hibridna materija: Autori opisuju ovo otkriće kao „hibridni” oblik tvari koji se nalazi između krutine i tekućine.
- Manipulacija atomima: Povećanjem broja defekata pomoću elektronskog snopa, znanstvenici su mogli kontrolirati broj nepomičnih atoma.
- Snižavanje točke ledišta: Ovaj učinak omogućuje da metal ostane u tekućem stanju na temperaturama daleko ispod uobičajenog ledišta.
„Jednom kada je tekućina zarobljena u ovom atomskom 'oboru’, može ostati u tekućem stanju čak i na temperaturama znatno ispod točke smrzavanja. Za platinu to može biti čak 350 stupnjeva Celzija — što je više od 1.000 stupnjeva ispod onoga što se tipično očekuje,” izjavio je Andrei Khlobystov, koautor studije sa Sveučilišta Nottingham. Ovo otkriće moglo bi transformirati upotrebu rijetkih metala u pretvorbi i skladištenju čiste energije, te donijeti značajna poboljšanja katalizatorima od platine na ugljiku koji se koriste u gorivnim ćelijama.
