Neutrony jako okno do płynnego metalu
Steve Lustig z zespołu badawczego wyjaśnia istotę przełomu. Jak przyznaje, wykazanie, że można używać neutronów do przechodzenia przez metal i uzyskiwania molekularnych “odcisków palców” poprzez ich normalne drgania wiązań, była bardzo użyteczna. Pozwoliła udowodnić, że chemia faktycznie zachodzi, a dzięki wykorzystanej metodzie po raz pierwszy przeanalizowano strukturę metalowęglowodorów bez niszczenia próbek. Najciekawszym owocem badań są tzw. kowetyki, materiały powstające, gdy węglowodory polimeryzują w ciekłym metalu.
Czytaj też: Lasery ujawniły fenomen ukryty pod wodą. Fale robią coś niezwykłego
Ich właściwości zaprzeczają intuicji. Na przykłąd twardość wzrosła o 23-127% w porównaniu z czystymi metalami, a przewodnictwo elektryczne poprawiło się o 5,6-20%. Stabilność termiczna znacząco wzrosła, przy czym temperatura topnienia srebra z 6% dodatkiem węgla skoczyła z 961 do 976 stopni Celsjusza. W odniesieniu do tzw. Modułu Younga aluminium stwierdzono wzrost z 52,4 GPa do 67,3 GPa Materiały te zachowują stabilność w ekstremalnych warunkach, co sugeruje potencjał w wymagających zastosowaniach.
Gdzie nowe materiały znajdą zastosowanie?
Teoretyczne możliwości są szerokie: od lżejszych baterii po efektywniejsze systemy energetyczne. Lustig zauważa, że prawdopodobne jest, iż dobrze wykonany materiał kowetyczny mógłby mieć interesujące właściwości mechaniczne, a także jeszcze lepsze właściwości elektroniczne. Możliwe jest, że uda się zaprojektować materiały, które przewodzą znacznie lepiej niż cokolwiek, co jest obecnie wykorzystywane. Lotnictwo i energetyka odnawialna wydają się naturalnymi beneficjentami, ale droga do komercjalizacji będzie długa. Wyzwaniem pozostaje opracowanie skalowalnych metod produkcji. Jak na razie procesy odbywają się w ściśle kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.
Czytaj też: Heksagonalny diament już nie jest mitem. Chińczycy stworzyli materiał z kosmosu
Badania odsłaniają nowe ścieżki syntezy grafenu. To otwiera możliwość projektowania i wytwarzania zupełnie nowych typów materiałów. Zdaniem członków zespołu badawczego nie ma materiałów, które byłyby do tego podobne, w którym występuje metal i struktury organiczne wewnątrz metalu, które wydają się być połączone w sposób nieudokumentowany wcześniej w literaturze naukowej. Metodologia opracowana przez naukowców to dopiero początek. Choć wyniki są obiecujące, prawdziwy test nastąpi, gdy inne zespoły zweryfikują te odkrycia. Szczególnie, iż historia zna wiele rewolucyjnych materiałów, które utknęły w laboratoriach. Ale jeśli nawet część potencjału się potwierdzi, możemy stać u progu zmian w elektronice czy energetyce. Największą wartością jest samo narzędzie badawcze, które otwiera nowe możliwości projektowania materiałów.