a legtisztább formájában az arany általában 1948 Fahrenheit (1064 Celsius fok) hőmérsékletet igényel a cseppfolyósodáshoz. Most a svédországi Chalmers Műszaki Egyetem kutatócsoportja megbotlott a nemesfém szobahőmérsékleten történő megolvasztásának módjára.
azok számára, akik nem értik az olvadás jelenségének fizikai hátterét, itt van egy rövid bemutató. A szilárd anyagok állandó körülmények között is képesek fenntartani méretüket és alakjukat, mivel atomjaik vagy molekuláik nem rendelkeznek elegendő energiával ahhoz, hogy szétszakadjanak. Amikor egy külső energiaforrás kerül bevezetésre, ez gerjeszti a molekulákat, és a szoros szerkezet lebontását okozza, lehetővé téve számukra, hogy szabadon mozogjanak. Ez azt eredményezi, hogy az állapot Szilárdról folyadékra változik, vagy amit olvadásnak nevezünk. A kutatók többnyire hőt vagy bizonyos esetekben nyomást használnak a változás kiváltására. A svéd csapatnak azonban egy másik energiaforrással – elektromos mezővel-sikerült megvalósítania a bravúrt.
Dr. Ludvig de Knoop és csapata aranymintát helyezett elektronmikroszkóp alá (EM). A látható fénytől függő optikai mikroszkópokkal ellentétben az EM-k gyorsított elektronnyalábot használnak megvilágítási forrásként, így elég erősek ahhoz, hogy az egyes atomokat láthassák. Annak vizsgálatára, hogy az elektromos mező hatással volt-e a fém molekuláira, a kutatók fokozatosan növelték intenzitását, miközben a legnagyobb nagyítást alkalmazták.
“látni akartuk, mi történik az arannyal, amikor egy rendkívül magas elektromos mező hatása alatt áll” – mondta de Knoop a Newsweeknek. “Az ilyen nagy elektromos mezők fémekre történő alkalmazásakor ismert hatás az, hogy elpárolognak, Vagyis felforrnak a szilárd fémből.”
az EM-ből vett felvételek atomjainak vizsgálata során de Knoop valami nagyon váratlant észlelt-az aranyminta felületi rétegei megolvadtak, annak ellenére, hogy a kísérletet szobahőmérsékleten végezték. A változás könnyen megfordítható az elektromos mező egyszerű kikapcsolásával.
“csak később, amikor elemeztük az adatokat és a rögzített filmeket, megértettük, hogy valami újnak és látványosnak lehettünk tanúi” – mondta de Knoop. “Munkánk nagy meglepetése az volt, hogy a legkülső néhány atomi felszíni aranyréteg megolvadt, mielőtt elpárologtak volna.”
a kutatók, akik közzétették megállapításaikat a physics Review Materials folyóiratban augusztus 22-én, 2018-ban, úgy vélik, hogy az elektromos mező okozta az arany atomokat, hogy izgatottak legyenek és elveszítsék szerkezetüket, megtörve az erős kötést közöttük. De Knoop azt mondta: “Fontos megjegyezni, hogy csak a 2-3 legkülső atomréteg tapasztalja meg az elektromos mezőt, az arany kúpban az elektromos mező nulla, és az atomok a szokásos módon vannak rendezve és strukturálva. Ez fontos különbség az arany olvadásához képest a hőmérséklet növelésével.”
bár a technikát tovább kell vizsgálni, a csapat úgy véli, hogy segíthet forradalmasítani az anyagtudomány területét, és számos alkalmazási területe van a nanoeszközök, például érzékelők, katalizátorok és tranzisztorok fejlesztésében. “Lehetőség nyílik az érintés nélküli alkatrészek új koncepcióira is” – mondta Eval Olsson, a tanulmány társszerzője.