Useful content

מדענים מצאו חומר שיכול להיות מבודד ומוליך בהתאם ללחץ

click fraud protection

צוות מחקר משותף מאוניברסיטת רוצ'סטר ומאוניברסיטת נבדה גילה מתחם ייחודי שמוביל עצמו, בהתאם ללחץ המופעל, הוא די לא סטנדרטי ויכול לשמש כחומר מבודד ובתפקיד של מנצח. היום אני רוצה לספר לכם על התגלית הזו.

יוני Mn עגולים מוקפים בחלקיקי דיסולפיד: משמאל לימין הצפיפות שלהם עולה / © דין סמית ', המעבדה הלאומית בארגון.
יוני Mn עגולים מוקפים בחלקיקי דיסולפיד: משמאל לימין הצפיפות שלהם עולה / © דין סמית ', המעבדה הלאומית בארגון.
יוני Mn עגולים מוקפים בחלקיקי דיסולפיד: משמאל לימין הצפיפות שלהם עולה / © דין סמית ', המעבדה הלאומית בארגון.

מנצח ומבודד, מה ההבדל

יכולתו של כל חומר להעביר זרם חשמלי בעצמו נובעת מתנועה של אלקטרונים חופשיים. מסיבה זו כל המתכות הן מוליכות מצוינות.

במבודדים האלקטרונים, כביכול, "מודבקים" במסלולם וכדי לעקור אותם ממקומם. במקום, נדרש מתח גבוה משמעותית מכפי שהוא בדרך כלל מסוגל לספק את היישום מתח. אך מדענים הצליחו לגלות את החומר המנגן דיסולפיד, המתנהג הן כמבודד והן כמנצח, תלוי בכמה לחץ מופעל עליו.

חומר חדש ותכונותיו יוצאות הדופן

תגלית זו נעשתה על ידי א. סלמאט ועמיתיו כשחקרו את התכונות המוליכות של סולפידים מתכתיים. אז כאשר מנגן דיסולפיד נמצא בתנאים רגילים, אז הוא מתבטא כמבודד בינוני.

רק לאחר שהמהנדסים הניחו את החומר על "סדן" היהלום ויצרו לחץ עצום, ואז התבוננו בניסוי בהפתעה. גילה כי החומר הנחקר נכנס למצב מתכתי וכך איבד כמעט מיד את החשמל המוגבר שלו הִתנַגְדוּת.

instagram viewer

סדן יהלום. מחבר: V4711, תרגום לרוסית תמונת וקטור זו נוצרה באמצעות Adobe Illustrator. קובץ זה נגזר מ: Diamond Anvil Cell - Cross Section.svg: מחבר: Tobias1984 - יצירה משלו, CC BY -SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php? curid = 36637732
סדן יהלום. מחבר: V4711, תרגום לרוסית תמונת וקטור זו נוצרה באמצעות Adobe Illustrator. קובץ זה נגזר מ: Diamond Anvil Cell - Cross Section.svg: מחבר: Tobias1984 - יצירה משלו, CC BY -SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php? curid = 36637732

כך, עם עלייה בלחץ ל -12 ג'יגה -פסקאל (כ -12,000 אטמוספרות), התנגדות החומר ירדה מאות מיליוני פעמים.

אבל הדבר המדהים ביותר קרה אחר כך. כאשר המהנדסים המשיכו להגדיל את הלחץ ל -36 ג'יגה -פסקל, המעבר הפוך התרחש, ומנגן דיסולפיד (MnS2) הפך שוב למבודד.

כמו ר. דיאז, ברוב המכריע של המקרים, מתכות נשארות מתכות ואינן הופכות למבודדים, והעובדה כי MnS2 מסוגלת לעבור מבודד למתכת ובחזרה היא מקרה ייחודי.

מדענים הוכיחו את העיקרון שבו לחץ עצום מעורר את "המעבר" של מנגן דיסולפיד למצב מוליך ובחזרה.

אז כאשר מופעל לחץ, האטומים מתקרבים זה לזה, וזו הסיבה שהאלקטרונים החיצוניים שלהם מסוגלים לקיים אינטראקציה.

במהלך אירוע זה, נוצר מרחב בסריג הגביש, שדרכו מטענים מסוגלים לנוע. אך כאשר הלחץ גובר עוד יותר, הסריג הופך ל"עבה "עוד יותר, והאלקטרונים שוב אינם מסוגלים לזוז.

מדענים גם מדגישים כי מנגן דיסולפיד משנה את מצבו בטמפרטורת החדר ולחץ נמוך יחסית. אז בדרך כלל למעבר כזה יש צורך ליישם תנאים קריוגניים ולחץ בסדר גבוה יותר בסדר גודל.

ענקי גז (למשל צדק) עשויים להכיל עתודות גדולות של מימן מתכתי (שכבה אפורה) מחבר: NASA / R.J. אולם - תמונת הרקע היא מ- NASA PIA02873. האיור החתוך המצויד הוא של התורם., נחלת הכלל, https://commons.wikimedia.org/w/index.php? curid = 1743608
ענקי גז (למשל צדק) עשויים להכיל עתודות גדולות של מימן מתכתי (שכבה אפורה) מחבר: NASA / R.J. אולם - תמונת הרקע היא מ- NASA PIA02873. האיור החתוך המצויד הוא של התורם., נחלת הכלל, https://commons.wikimedia.org/w/index.php? curid = 1743608

אז, לאחר יצירת לחץ של כ -500 ג'יגה -פסקאל, אפשר ליצור מימן מתכתי, שיכול להיכלל בכמויות גדולות במעי של כוכבי לכת ענקיים.

אהבת את החומר? אז דרג אותו ואל תשכח לדרג אותו. תודה לך על תשומת הלב!

כנראה שטעינו אוליגרכים כשראו שיש לנו חדר אוכל-אוכל בגודל 20 מטר: כמה עלה להתקין תקרת מתיחה

כנראה שטעינו אוליגרכים כשראו שיש לנו חדר אוכל-אוכל בגודל 20 מטר: כמה עלה להתקין תקרת מתיחה

אז הגיע הרגע בו אנו מוכנים להכין את תקרת המתיחה הראשונה בבית החדש. בקומה השנייה יש לנו תקרות תלוי...

קרא עוד

מעניין כמה אנשים קונים שעונים לבית בימים אלה

מעניין כמה אנשים קונים שעונים לבית בימים אלה

שעונים מכניים הולכים ומאבדים שטח ונעלמים מקירות הדירות והבתים שלנו. אחרי הכל, לכל אחד יש טלפון אי...

קרא עוד

ניסיתי את זה הרבה זמן, קראתי את המאפיינים: באיזו מכונת ריתוך בחרתי

ניסיתי את זה הרבה זמן, קראתי את המאפיינים: באיזו מכונת ריתוך בחרתי

לפני שנה קניתי לעצמי מכונת ריתוך. זה החלום שלי מילדות, כשראיתי שסבי משתמש בריתוך, תמיד קיוויתי שא...

קרא עוד

Instagram story viewer