Znanstvenici su pronašli materijal koji može biti izolator i vodič ovisno o tlaku
Zajednički istraživački tim sa Sveučilišta Rochester i Sveučilišta Nevada otkrio je jedinstveni spoj koji vodi sam, ovisno o primijenjenom tlaku, prilično je nestandardan i može djelovati kao izolacijski materijal i u ulozi dirigent. Danas vam želim reći o ovom otkriću.
Kondukter i izolator, u čemu je razlika
Sposobnost bilo kojeg materijala da propušta električnu struju kroz sebe posljedica je kretanja slobodnih elektrona. Zbog toga su svi metali izvrsni vodiči.
U izolatorima su elektroni takoreći "zalijepljeni" u svojim orbitama i kako bi ih istisnuli iz svojih mjesto, potreban je znatno veći napon nego što je obično u stanju osigurati primijenjeni napon. No, znanstvenici su uspjeli otkriti materijal mangan -disulfid, koji se ponaša i kao izolator i kao vodič, ovisno o tome koliko se na njega primjenjuje pritisak.
Novi materijal i njegova neobična svojstva
Do ovog otkrića došao je A. Salamat i njegove kolege dok su proučavali provodna svojstva metalnih sulfida. Dakle, kada je disulfid mangana u normalnim uvjetima, tada se manifestira kao umjereni izolator.
Tek nakon što su inženjeri postavili materijal na dijamantni "nakovanj" i stvorili ogroman pritisak, zatim su iznenađeno promatrali eksperiment otkrili da je materijal koji se proučava prešao u metalno stanje i tako gotovo odmah izgubio povećanu električnu otpornost.
Tako je s povećanjem tlaka na 12 gigapaskala (otprilike 12.000 atmosfera) otpor materijala pao stotinama milijuna puta.
Ali sljedeće se dogodilo najnevjerojatnije. Kad su inženjeri nastavili povećavati tlak na 36 gigapaskala, došlo je do obrnutog prijelaza, a manganov disulfid (MnS2) ponovno je postao izolator.
Kako je R. Diaz, u velikoj većini slučajeva metali ostaju metali i ne pretvaraju se u izolatore, a činjenica da se MnS2 može premjestiti s izolatora na metal i natrag jedinstven je slučaj.
Znanstvenici su pokazali princip po kojem ogroman pritisak izaziva "prebacivanje" disulfida mangana u vodljivo stanje i natrag.
Dakle, kada se primijeni pritisak, atomi se približavaju jedni drugima, pa su iz tog razloga njihovi vanjski elektroni sposobni za interakciju.
Tijekom tog događaja u kristalnoj rešetki nastaje prostor kroz koji se naboji mogu kretati. No kad se tlak još više poveća, rešetka postaje još "deblja", a elektroni se opet ne mogu pomicati.
Znanstvenici također naglašavaju da mangan -disulfid mijenja svoje stanje pri sobnoj temperaturi i pri relativno niskom tlaku. Zato je obično za takav prijelaz potrebno primijeniti kriogene uvjete i za red veličine veći tlak.
Tako je, tvoreći tlak od oko 500 gigapaskala, moguće stvoriti metalni vodik koji se može nalaziti u velikim količinama u utrobi divovskih planeta.
Sviđa li vam se materijal? Zatim ga ocijenite i ne zaboravite ga ocijeniti. Hvala vam na pažnji!