その最も純粋な形態では、金は通常、液化するために華氏1,948度（摂氏1,064度）の温度を必要とする。 今、スウェーデンのチャルマース工科大学の研究者チームは、室温で貴金属を溶融する方法につまずいている可能性があります。
融解現象の背後にある物理学について明確ではない人のために、ここでは簡単なチュートリアルです。 固体は、ご存知のように、原子や分子が引き離すのに十分なエネルギーを持っていないため、一定の条件下でサイズと形状を維持することができます。 外部エネルギー源が導入されると、分子が励起され、タイトな構造が破壊され、自由に動き始めることができます。 これは、固体から液体への状態の変化、または融解と呼ばれるものをもたらします。 研究者は主に熱を使用し、場合によっては圧力を使用して変化を引き起こします。 しかし、スウェーデンのチームは、異なるエネルギー源、すなわち電界を使用して偉業を達成することができました。
彼らの研究のために、Ludvig de Knoop博士と彼のチームは、電子顕微鏡（EM）の下に金のサンプルを置いた。 可視光に依存する光学顕微鏡とは異なり、EMは加速された電子のビームを照明源として使用し、個々の原子を見るのに十分強力にします。 電界が金属の分子に影響を与えたかどうかを調べるために、研究者は最高倍率を使用しながら徐々にその強度を増加させた。
「金が非常に高い電場の影響を受けているときに、金がどうなるかを見たかった」とde Knoop氏はNewsweekに語った。 「このような高い電界を金属に印加するときの既知の効果は、それらが蒸発すること、すなわち固体金属から沸騰することである。”
EMから撮影された記録の原子を調べると、de Knoopは非常に予期しないことに気づいた–実験は室温で行われていたにもかかわらず、金のサンプルの表面層 この変化は、単に電界をオフにすることによって容易に逆転された。
“後でデータと記録された映画を分析したとき、私たちは何か新しい壮大なものを目撃したことを理解しました”とde Knoop氏は言いました。 “私たちの仕事で大きな驚きは、金の最も外側のいくつかの原子表面層が蒸発する前に溶融したことでした。「
2018年8月22日にPhysics Review Materials誌に発表された研究者たちは、電場が金原子を励起させて構造を失い、それらの間の強い結合を壊すと信じています。 しかし、de Knoopは、”私はそれが電場を経験するのは2-3の最も外側の原子層だけであり、さらに金の円錐には電場がゼロであり、原子は通常の方法で順序付けられ、構造化されていることに注意することが重要である”と述べた。 これは、温度を上げることによって金を溶かすことと比較して重要な違いです。”
この技術はさらに調査する必要がありますが、チームは材料科学の分野に革命をもたらし、センサー、触媒、トランジスタなどのナノデバイスの開発に多 「非接触部品の新しい概念の機会もあるかもしれません」と、研究の共著者であるEval Olsson教授は述べています。