ve své nejčistší podobě zlato obvykle vyžaduje ke zkapalnění teploty 1 948 stupňů Fahrenheita (1 064 stupňů Celsia). Nyní tým vědců z Chalmers University of Technology ve Švédsku možná narazil na způsob, jak roztavit drahý kov při pokojové teplotě.
pro ty, kteří nejsou jasní o fyzice za fenoménem tání, je zde stručný návod. Pevné látky, jak možná víte, si mohou udržovat velikost a tvar za konstantních podmínek, protože jejich atomy nebo molekuly nemají dostatek energie k roztržení. Když je zaveden vnější zdroj energie, dostane molekuly vzrušené a způsobí, že se těsná struktura rozpadne, což jim umožní začít se volně pohybovat. To má za následek změnu stavu z pevného na kapalný, nebo to, co označujeme jako tavení. Vědci většinou používají ke spuštění změny teplo nebo v některých případech tlak. Švédskému týmu se však podařilo tento výkon dosáhnout pomocí jiného zdroje energie – elektrického pole.
pro jejich studium Dr. Ludvig de Knoop a jeho tým umístili vzorek zlata pod elektronový mikroskop (EM). Na rozdíl od optických mikroskopů, které jsou závislé na viditelném světle, em používají paprsek zrychlených elektronů jako zdroj osvětlení, což je činí dostatečně silnými, aby viděli jednotlivé atomy. Aby zjistili, zda elektrické pole mělo nějaký dopad na molekuly kovu, vědci postupně zvyšovali jeho intenzitu při použití Nejvyššího zvětšení.
„chtěli jsme vidět, co se stane se zlatem, když je pod vlivem extrémně vysokého elektrického pole,“ řekl De Knoop Newsweeku. „Známým účinkem při aplikaci takových vysokých elektrických polí na kovy je to, že se odpařují, to znamená, že se vaří z pevného kovu.“
při zkoumání atomů v záznamech odebraných z EM Si de Knoop všiml něčeho velmi neočekávaného-povrchové vrstvy vzorku zlata se roztavily, i když experiment byl proveden při pokojové teplotě. Změna byla snadno zvrácena pouhým vypnutím elektrického pole.
„až později, když jsme analyzovali data a zaznamenané filmy, jsme pochopili, že jsme byli svědky něčeho nového a velkolepého,“ řekl de Knoop. „Velkým překvapením naší práce bylo, že nejvzdálenější atomové povrchové vrstvy zlata se roztavily dříve, než se vypařily.“
vědci, kteří publikovali svá zjištění v časopise Physics Review Materials 22. srpna 2018, věří, že elektrické pole způsobilo, že se atomy zlata vzrušily a ztratily svou strukturu, čímž narušily silnou vazbu mezi nimi. De Knoop však řekl: „Je důležité si uvědomit, že elektrické pole prožívají pouze 2-3 nejvzdálenější atomové vrstvy, dále do zlatého kužele je elektrické pole nulové a atomy jsou uspořádány a strukturovány obvyklým způsobem. To je důležitý rozdíl ve srovnání s tavením zlata zvýšením teploty.“
ačkoli je třeba tuto techniku dále zkoumat, tým věří, že by mohla pomoci revoluci v oblasti materiálových věd a mít řadu aplikací ve vývoji nanodevic, jako jsou senzory, katalyzátory a tranzistory. „Mohly by existovat také příležitosti pro nové koncepty pro bezkontaktní komponenty,“ řekl spoluautor studie profesor Eval Olsson.