Tutkijat ovat löytäneet materiaalin, joka voi olla eristin ja johtava paineesta riippuen
Yhteinen tutkimusryhmä Rochesterin yliopistosta ja Nevadan yliopistosta löysi ainutlaatuisen yhdisteen, joka johtaa itse, sovellettavasta paineesta riippuen, on melko epätyypillinen ja voi toimia eristävänä materiaalina ja sen roolissa kapellimestari. Tänään haluan kertoa teille tästä löydöstä.
Johdin ja eristin, mikä ero on?
Minkä tahansa materiaalin kyky siirtää sähkövirta itsensä läpi johtuu vapaiden elektronien liikkeestä. Tästä syystä kaikki metallit ovat erinomaisia johtimia.
Eristimissä elektronit ovat "liimattu" kiertoradalleen ja syrjäyttääkseen ne paikka, tarvitaan huomattavasti korkeampi jännite kuin yleensä pystytään tarjoamaan Jännite. Mutta tutkijat pystyivät löytämään materiaalin mangaanidisulfidia, joka toimii sekä eristäjänä että johtimena riippuen siitä, kuinka paljon painetta siihen kohdistetaan.
Uusi materiaali ja sen epätavalliset ominaisuudet
Tämän löydön teki A. Salamat ja hänen kollegansa, kun he tutkivat metallisten sulfidien johtavia ominaisuuksia. Joten kun mangaanidisulfidi on normaaleissa olosuhteissa, se ilmenee kohtuullisena eristeenä.
Vasta sen jälkeen kun insinöörit olivat asettaneet materiaalin timantti "alasille" ja luoneet valtavan paineen ja seuranneet kokeilua yllättyneenä havaitsi, että tutkittava materiaali meni metalliseen tilaan ja menetti siten melkein välittömästi lisääntyneen sähkönsä vastus.
Näin ollen paineen noustessa 12 gigapaskaliin (noin 12 000 ilmakehään) materiaalin vastus laski satoja miljoonia kertoja.
Mutta mitä ihmeellisintä tapahtui seuraavaksi. Kun insinöörit jatkoivat paineen nostamista 36 gigapaskaliin, tapahtui käänteinen siirtyminen ja mangaanidisulfidista (MnS2) tuli jälleen eriste.
Kuten R. Diazissa valtaosassa tapauksista metallit jäävät metalleiksi eivätkä muutu eristimiksi, ja se, että MnS2 pystyy siirtymään eristeestä metalliin ja takaisin, on ainutlaatuinen tapaus.
Tutkijat ovat osoittaneet periaatteen, jossa valtava paine provosoi mangaanidisulfidin "vaihtamisen" johtavaan tilaan ja takaisin.
Joten kun painetta käytetään, atomit siirtyvät lähemmäs toisiaan, ja tästä syystä niiden ulkoiset elektronit voivat olla vuorovaikutuksessa.
Tämän tapahtuman aikana kidehilaan muodostuu tila, jonka kautta varaukset voivat liikkua. Mutta kun paine kasvaa vielä enemmän, hila muuttuu vielä "paksummaksi", ja elektronit eivät jälleen pysty liikkumaan.
Tutkijat korostavat myös, että mangaanidisulfidi muuttaa tilansa huoneenlämmössä ja suhteellisen alhaisessa paineessa. Yleensä tällaiseen siirtymiseen on kuitenkin sovellettava kryogeenisiä olosuhteita ja suuruusluokkaa korkeampaa painetta.
Niinpä noin 500 gigapaskalin paineen muodostamisen jälkeen on mahdollista luoda metallista vetyä, jota voidaan sisällyttää suuria määriä jättiläisplaneettojen suolistossa.
Piditkö materiaalista? Arvioi sitten ja älä unohda arvioida sitä. Kiitos huomiostasi!