Zinātnieki ir atraduši materiālu, kas atkarībā no spiediena var būt izolators un vadītājs
Kopīga pētnieku komanda no Ročesteras universitātes un Nevadas universitātes atklāja unikālu savienojumu, kas noved pie pati par sevi, atkarībā no pielietotā spiediena, ir diezgan nestandarta un var darboties kā izolācijas materiāls diriģents. Šodien es vēlos jums pastāstīt par šo atklājumu.
Diriģents un izolators, kāda ir atšķirība
Jebkura materiāla spēja caur sevi izlaist elektrisko strāvu ir saistīta ar brīvo elektronu kustību. Šī iemesla dēļ visi metāli ir lieliski vadītāji.
Izolatoros elektroni ir "pielīmēti" savā orbītā un lai tos izspiestu vietā ir nepieciešams ievērojami lielāks spriegums, nekā tas parasti spēj nodrošināt pielietoto spriegums. Bet zinātniekiem izdevās atklāt materiālo mangāna disulfīdu, kas darbojas gan kā izolators, gan kā vadītājs, atkarībā no tā, cik liels spiediens uz to tiek pielikts.
Jauns materiāls un tā neparastās īpašības
Šo atklājumu veica A. Salamats un viņa kolēģi, pētot metāla sulfīdu vadošās īpašības. Tātad, ja mangāna disulfīds ir normālos apstākļos, tas izpaužas kā mērens izolators.
Tikai pēc tam, kad inženieri uzlika materiālu uz dimanta "laktas" un radīja milzīgu spiedienu, pēc tam ar pārsteigumu novērojot eksperimentu atklāja, ka pētāmais materiāls nonāca metāliskā stāvoklī un tādējādi gandrīz uzreiz zaudēja palielināto elektrisko stāvokli pretestība.
Tādējādi, palielinoties spiedienam līdz 12 gigapaskaliem (aptuveni 12 000 atmosfēru), materiāla pretestība samazinājās simtiem miljonu reižu.
Bet vispārsteidzošākais notika tālāk. Kad inženieri turpināja palielināt spiedienu līdz 36 gigapaskaliem, notika apgrieztā pāreja, un mangāna disulfīds (MnS2) atkal kļuva par izolatoru.
Kā R. Diaz, lielākajā daļā gadījumu metāli paliek metāli un netiek pārveidoti par izolatoriem, un tas, ka MnS2 spēj pāriet no izolatora uz metālu un atpakaļ, ir unikāls gadījums.
Zinātnieki ir pierādījuši principu, saskaņā ar kuru milzīgs spiediens provocē mangāna disulfīda "pārslēgšanu" vadošā stāvoklī un atpakaļ.
Tātad, pieliekot spiedienu, atomi virzās tuvāk viens otram, un šī iemesla dēļ to ārējie elektroni spēj mijiedarboties.
Šī notikuma gaitā kristāla režģī veidojas telpa, caur kuru spēj pārvietoties lādiņi. Bet, kad spiediens palielinās vēl vairāk, režģis kļūst vēl "biezāks", un elektroni atkal nespēj pārvietoties.
Zinātnieki arī uzsver, ka mangāna disulfīds maina savu stāvokli istabas temperatūrā un relatīvi zemā spiedienā. Tātad parasti šādai pārejai ir jāpiemēro kriogēnie apstākļi un par kārtu lielāks spiediens.
Tātad, izveidojot aptuveni 500 gigapaskalu spiedienu, ir iespējams izveidot metālisku ūdeņradi, ko lielos daudzumos var saturēt milzu planētu zarnās.
Vai jums patika materiāls? Tad novērtējiet to un neaizmirstiet to novērtēt. Paldies par jūsu uzmanību!