17:22 2022-06-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Oamenii de știință dezvăluie mecanismul misterios din spatele creșterii „cristalului de mustață”.
_ Oamenii de știință dezvăluie un mecanism misterios în spatele creșterii „cristalului de mustață”
Oamenii de știință de la Universitatea Metropolitană din Tokyo au descoperit mecanismul din spatele creșterii rapide a nanofirelor ultrasubțiri sau a „mustăților” în compușii organici. Nanofirele sunt atât o inovație tehnologică de dorit, cât și un pericol atunci când scurtează electronicele: înțelegerea modului în care cresc este crucială pentru aplicații. În mod curios, s-a descoperit că filamentele cresc de pe fronturi cristaline mari, urmărind bule de gaz. Important este că urmele de impurități ar putea suprima formarea bulelor și creșterea mustaților, permițând controlul asupra structurii cristaline.
Nanofirele sunt filamente ultra-subțiri de material cristalin care promit noi aplicații interesante în electronică, cataliză și generarea de energie. De asemenea, pot crește spontan acolo unde nu sunt dorite, depășind barierele izolatoare și scurtând circuitele electronice. Înțelegerea modului în care cresc este o problemă tehnologică importantă, dar mecanismul exact rămâne necunoscut.
O echipă formată din profesorul Rei Kurita, profesorul asistent Marie Tani și Takumi Yashima de la Universitatea Metropolitană din Tokyo s-au uitat la creșterea cristalelor în o-terfenil și salol, ambii compuși organici tipici care prezintă cristale de mustăți, creșterea rapidă a filamentelor subțiri din fronturile materialului cristalin atunci când sunt răcite. La o inspecție atentă, ei au descoperit că fiecare filament avea o bulă mică la vârf. Ei au reușit să arate că această bulă nu era doar o impuritate sau doar amestecată în aer, ci o capsulă minusculă de gaz din același compus organic. În loc ca moleculele din lichid să se depună pur și simplu pe un front în creștere, ca în creșterea normală a cristalelor, acesta se transfera în gazul din interiorul bulei înainte de a fi atașat la vârful filamentului, o imagine extrem de diferită de imaginea standard a înghețului în lichide. Acest lucru a condus la o creștere fără precedent, care ar putea fi reprodusă și în interiorul capilarelor subțiri de sticlă pentru o creștere mai controlată a nanofirelor.
Rezolvând formarea bulelor în sine, echipa a descoperit că diferența mare de densitate dintre cristal și lichid din acestea. compușii aveau un rol de jucat. Repetând experimentele în alte lichide care nu au avut o diferență atât de mare, nu au găsit nicio creștere a mustaților. Ei au motivat că frontul cristalin era predispus să găzduiască neomogenități de densitate mare, ceea ce duce în cele din urmă la cavitație, formarea spontană de bule de gaz care continuă să dea naștere muștaților.
După ce a descoperit ce a cauzat creșterea filamentului. , echipa a încercat să obțină un anumit control asupra fenomenului prin suprimarea formării bulelor. Au adăugat o cantitate mică de impurități în material pentru a suprima cavitația. Destul de sigur, pe măsură ce bulele au dispărut, la fel au dispărut și mustățile, permițând creșterea mai lentă, dar fără mustăți, a bucăților mari de material cristalin uniform.
Cu o reglabilitate fără precedent și o înțelegere a fizicii din spatele procesului, munca echipei promite noi abordări pentru creșterea nanofilamentelor pentru aplicații tehnologice și strategii diferite pentru a proteja electronicele și bateriile de scurtcircuitații potențial periculoase declanșate de cristalele de mustață. Cercetarea este publicată în Scientific Reports.
Comentarii:
Adauga Comentariu