Mokslininkai rado medžiagą, kuri gali būti izoliatorius ir laidininkas, priklausomai nuo slėgio
Bendra tyrimų komanda iš Ročesterio universiteto ir Nevados universiteto atrado unikalų junginį pati, priklausomai nuo slėgio, yra gana nestandartinė ir gali veikti kaip izoliacinė medžiaga dirigentas. Šiandien noriu jums papasakoti apie šį atradimą.
Laidininkas ir izoliatorius, koks skirtumas
Bet kokios medžiagos gebėjimas praleisti elektros srovę per save atsiranda dėl laisvų elektronų judėjimo. Būtent dėl šios priežasties visi metalai yra puikūs laidininkai.
Izoliatoriuose elektronai yra tarsi „įklijuoti“ į savo orbitą ir siekiant juos išstumti iš vietoje, reikia žymiai didesnės įtampos, nei paprastai galima tiekti Įtampa. Tačiau mokslininkams pavyko atrasti medžiagą mangano disulfidą, kuris veikia ir kaip izoliatorius, ir kaip laidininkas, priklausomai nuo to, koks spaudimas jam taikomas.
Nauja medžiaga ir jos neįprastos savybės
Šį atradimą padarė A. Salamatas ir jo kolegos, kai jie tyrė metalinių sulfidų laidumą. Taigi, kai mangano disulfidas yra įprastomis sąlygomis, jis pasireiškia kaip vidutinio stiprumo izoliatorius.
Tik po to, kai inžinieriai padėjo medžiagą ant deimantinio „priekalo“ ir sukėlė didžiulį spaudimą, tada stebėdami eksperimentą stebėjosi nustatė, kad tiriama medžiaga pateko į metalinę būseną ir taip beveik iš karto prarado padidėjusią elektros energiją pasipriešinimas.
Taigi, padidėjus slėgiui iki 12 gigapaskalių (maždaug 12 000 atmosferų), medžiagos atsparumas sumažėjo šimtus milijonų kartų.
Tačiau po to nutiko nuostabiausias dalykas. Kai inžinieriai toliau didino slėgį iki 36 gigapaskalių, įvyko atvirkštinis perėjimas ir mangano disulfidas (MnS2) vėl tapo izoliatoriumi.
Kaip R. Daugeliu atvejų metalai išlieka metalais ir nėra paverčiami izoliatoriais, o tai, kad MnS2 gali pereiti nuo izoliatoriaus prie metalo ir atgal, yra unikalus atvejis.
Mokslininkai įrodė principą, pagal kurį didžiulis slėgis išprovokuoja mangano disulfido „perjungimą“ į laidžią būseną ir atgal.
Taigi, kai daromas slėgis, atomai juda arčiau vienas kito, ir dėl šios priežasties jų išoriniai elektronai gali sąveikauti.
Šio įvykio metu kristalinėje gardelėje susidaro erdvė, per kurią gali judėti krūviai. Bet kai slėgis dar labiau padidėja, grotelės tampa dar „storesnės“, o elektronai vėl negali judėti.
Mokslininkai taip pat pabrėžia, kad mangano disulfidas keičia savo būseną kambario temperatūroje ir esant santykinai žemam slėgiui. Taigi paprastai tokiam perėjimui būtina taikyti kriogenines sąlygas ir slėgio didumą.
Taigi, susidarius maždaug 500 gigapaskalių slėgiui, galima sukurti metalinį vandenilį, kurio dideliais kiekiais gali būti milžiniškų planetų žarnyne.
Ar jums patiko medžiaga? Tada įvertinkite ir nepamirškite įvertinti. Ačiū už dėmesį!