în forma sa cea mai pură, aurul necesită de obicei temperaturi de 1.948 grade Fahrenheit (1.064 grade Celsius) pentru a lichefia. Acum, o echipă de cercetători de la Universitatea de Tehnologie Chalmers din Suedia ar fi putut găsi o modalitate de a topi metalul prețios la temperatura camerei.
pentru cei care nu sunt clari cu privire la fizica din spatele fenomenului de topire, aici este un scurt tutorial. Solidele, după cum probabil știți, pot menține dimensiunea și forma în condiții constante, deoarece atomii sau moleculele lor nu au suficientă energie pentru a se despărți. Când este introdusă o sursă externă de energie, moleculele sunt excitate și determină descompunerea structurii strânse, permițându-le să înceapă să se miște liber. Aceasta are ca rezultat o schimbare de stare de la solid la lichid sau ceea ce numim topire. Cercetătorii folosesc în cea mai mare parte căldura sau, în unele cazuri, presiunea, pentru a declanșa schimbarea. Cu toate acestea, echipa suedeză a reușit să realizeze faza folosind o altă sursă de energie – un câmp electric.
pentru studiul lor, Dr. Ludvig de Knoop și echipa sa au plasat o probă de aur sub un microscop electronic (EM). Spre deosebire de microscoapele optice care depind de lumina vizibilă, EM folosesc un fascicul de electroni accelerați ca sursă de iluminare, făcându-i suficient de puternici pentru a vedea atomii individuali. Pentru a investiga dacă câmpul electric a avut vreun impact asupra moleculelor metalului, cercetătorii au crescut treptat intensitatea acestuia în timp ce foloseau cea mai mare mărire.
„am vrut să vedem ce se întâmplă cu aurul atunci când se află sub influența unui câmp electric extrem de ridicat”, a declarat de Knoop pentru Newsweek. „Un efect cunoscut atunci când se aplică câmpuri electrice atât de mari pe metale este că acestea se evaporă, adică se fierb din metalul solid.”
la examinarea atomilor din înregistrările preluate din EM, de Knoop a observat ceva foarte neașteptat – straturile de suprafață ale eșantionului de aur s-au topit, chiar dacă experimentul a fost efectuat la temperatura camerei. Schimbarea a fost ușor inversată prin simpla oprire a câmpului electric.
„abia mai târziu, când am analizat datele și filmele înregistrate, am înțeles că am asistat la ceva nou și spectaculos”, a spus de Knoop. „Marea surpriză cu munca noastră a fost că cele mai exterioare câteva straturi atomice de suprafață de aur s-au topit înainte de a se evapora.”
cercetătorii, care și-au publicat concluziile în revista Physics Review Materials pe 22 August 2018, cred că câmpul electric a făcut ca atomii de aur să devină excitați și să-și piardă structura, rupând legătura puternică dintre ei. Cu toate acestea, de Knoop a spus: „ieste] important de remarcat este că doar cele 2-3 straturi atomice cele mai exterioare experimentează câmpul electric, mai departe în conul de aur câmpul electric este zero, iar atomii sunt ordonați și structurați în modul lor obișnuit. Aceasta este o diferență importantă în comparație cu topirea aurului prin creșterea temperaturii.”
deși tehnica trebuie investigată în continuare, echipa consideră că ar putea contribui la revoluționarea domeniului științelor materialelor și ar avea numeroase aplicații în dezvoltarea nanodevice, cum ar fi senzori, catalizatori și tranzistori. „Ar putea exista, de asemenea, oportunități pentru noi concepte pentru componentele fără contact”, a declarat coautorul studiului, profesorul Eval Olsson.