Ученые из Университета Ноттингема и Ульмского университета сделали открытие, которое может изменить подходы в фармацевтике, авиации, строительстве и электронике.
Исследователи установили, что часть атомов в жидкости может оставаться неподвижной даже при высоких температурах, переводя материал в необычное переохлажденное состояние, которое сочетает свойства жидкости и твердого тела.
Читайте также:
Охота на призрачные частицы. Физики не обнаружили следов стерильного нейтрино Долгое время считалось, что атомы в жидкости перемещаются постоянно и хаотично, в отличие от упорядоченных твердых веществ или газов. Однако наблюдения за процессом плавления металлических наночастиц, нанесенных на сверхтонкую графеновую подложку, перевернули это представление. Используя низковольтный электронный микроскоп SALVE, команда заметила, что во время плавления платины, золота и палладия часть атомов оставалась неподвижной, «прикрепившись» к дефектам в структуре графена.
Благодаря контролируемому увеличению количества дефектов исследователи получили возможность управлять концентрацией зафиксированных атомов.
Выяснилось, что небольшое количество таких атомов почти не влияет на кристаллизацию. Но если их становится много — особенно когда они образуют кольцевую структуру — процесс затвердевания резко нарушается. Жидкость фактически «замуровывается» в атомный загон и остается жидкой даже при значительном переохлаждении.
В случае платины жидкость может сохраняться в этом состоянии при температурах до +350 °C — более чем на 1000 °C ниже ее нормальной точки плавления. Когда ограниченная жидкость наконец затвердевает, она образует аморфную, стекловидную структуру, которая сохраняется до разрушения атомного отряда.
Это первое исследование, демонстрирующее создание «атомной ловушки» для жидкого металла. Ученые считают, что открытие позволит разрабатывать более эффективные каталитические материалы и технологии для хранения энергии, а также оптимизировать использование редких металлов.
Работа опубликованав журнале ACS Nano
Читайте также:
Прямой сигнал. Ученые могли впервые обнаружить темную материю в нашей галактике
