Шведские ученые научились плавить золото при комнатной температуре
Изучение золота долгие сотни лет занимало умы великих ученых своего времени. Сейчас мы знаем от этом драгоценном металле очень многое, но, как оказывается, далеко не все. Очередная маленькая (а может и гигантская) революция в изучении золота произошла в Швеции.
При повышении напряжения могут происходить неожиданные вещи, и золота это касается не в последнюю очередь. В частности, исследователи из Технологического университета Чалмерса в Швеции впервые открыли способ плавки поверхности золотого предмета при комнатной температуре.
Людвиг де Кнооп с физического факультета Чалмерса поместил маленький кусочек золота в электронный микроскоп. Рассматривая его при самом большом увеличении, он постепенно увеличивал напряженность электрического поля до экстремальных значений, изучая видимые последствия влияния электрического поля на атомы золота.
Просматривая поведение атомов в записи с электронного микроскопа, он увидел нечто потрясающее - поверхностные слои золота фактически расплавились, и это происходило при комнатной температуре.
«Это открытие просто оглушило меня. Это крайне необычное явление, открывающее нам новые фундаментальные знания о золоте», - говорит Людвиг де Кнооп.
Так что же всё-таки произошло? А вот что - атомы золота перешли в возбуждённое состояние. Под воздействием электрического поля они внезапно потеряли свою упорядоченную структуру, и почти все межатомные связи исчезли. В течение дальнейших экспериментов исследователи обнаружили, что также есть возможность «переключаться» между твёрдым и расплавленным состоянием металла.
Открытие явления утраты атомами золота своей структуры в таких условиях не просто впечатляет; его можно назвать научным прорывом. Совместно с теоретиком Микаэлем Юхани Куисма из университета Ювяскюля в Финляндии Людвиг де Кнооп и его коллеги открыли новое направление в материаловедении. Результаты их работы опубликованы в журнале Physical Review Materials.
Благодаря теоретическим расчётам исследователи могут выдвинуть предположения о причинах способности золота плавиться при комнатной температуре. Возможно, поверхностное плавление можно рассматривать как так называемый низкоразмерный фазовый переход. В таком случае открытие связано с областью исследований топологии, первопроходцы которой - Дэвид Тоулесс, Дункан Холдейн и Майкл Костерлиц получили Нобелевскую премию по физике 2016 года. Исследователи под руководством Микаэля Юхани Куисма изучают эту способность.
В любом случае, плавление поверхностных слоев золота при помощи данного метода открывает новые перспективы для его применения в будущем в различных прикладных целях.
«Поскольку мы можем контролировать и изменять свойства поверхностных слоев атомов, это открывает двери для различных путей применения этой технологии. Например, она может применяться в различных типах датчиков, катализаторов и транзисторов. Также могут открыться возможности для новых концепций бесконтактных компонентов», - говорит Ева Олссон, профессор кафедры физики в Чалмерсе.
Взято тут.