متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۸/۰۵/۱۶

تعداد بازدید : ۱۳۷

تعداد رای : ۱

کشف ساختار جدید طلا

دانشمندان نکته‌ای جدید در مورد طلا کشف کردند. زمانی که فشار شدید به سرعت بر روی طلا اعمال می‌شود (در طول چند میلی‌ثانیه) ساختار اتمی این ماده تغییر می‌کند و بیشتر شبیه فلزاتی که از طلا سخت‌تر هستند می‌شود.

این اولین‌باری است که این حالت ساختاری در طلا دیده می‌شود و می‌تواند درک دانشمندان از نحوه‌‌ی رفتار فلزات در فشار بالا را بازتعریف کند. طلا یک ماده‌ی استثنائی است. این ماده در میان غیرفعال‌ترین مواد قرار می‌گیرد، و پیش‌بینی شده است که ساختار کریستالی‌اش در فشارهای بالا پایدار باشد.

 

پیکربندیِ اتم‌ها در طلا به صورت ساختار مکعبی وجوه مرکزدار (fcc) است. به صورت ساده، اتم‌ها در طلا مکعب‌هایی تشکیل می‌دهند که در هر گوشه‌ی این مکعب و همچنین در هر وجه این مکعب یک اتم طلا وجود داشته باشد. طلا، نقره، پلاتین، آلومینیوم و نیکل همگی دارای چنین ساختاری هستند.

 

آزمایشات گذشته نشان می‌دهد حتی در فشارهایی تا سه برابر فشار مرکز زمین ساختار طلا همچنان به صورت FCC باقی می‌ماند. این یکی از ویژگی‌هایی است که طلا را برای معیار قرار دادن جهت تعیین فشار در آزمایشگاه‌ها مناسب می‌کند. اما معمولا این فشار بطور گام به گام اعمال می‌شود. در زیر فشار ناگهانی دانشمندان چیزهای جدیدی مشاهده کرده‌اند. در 223 گیگاپاسکال ساختار طلا به صورت مکعبی مرکزپر BCC که ساختاری کمتر فشرده شده است تغییر پیدا می‌کند، ساختارهای FCC و BCC به‌صورت همزمان با هم در هنگام انتقال از یک ساختار به ساختار بعدی وجود دارند.

 

بسیاری از فلزات مانند لیتیوم و سدیم که سبکتر هستند و همچنین تنگستن و کروم که سخت‌تر هستند دارای ساختار BCCاند. در حالیکه دانشمندان با تغییر ساختار از FCC به BCC در صنعت استیل آشنا هستند اما تاکنون همچنین انتقالی در طلا مشاهده نشده بود.

 

به گفته‌ی ریچارد بریگز : «ما ساختار جدیدی در طلا کشف کردیم که در حالت‌های بحرانی وجود دارد- در فشاری معادل با دو سومِ فشار در مرکز کره‌ی زمین. جالب این است که ساختار نهایی دارای فشردگی کمتری نسبت به ساختار اولیه است. این مسئله در تعارض با تئوری‌هایی است که ساختارهای فشرده‌تری را بعد از اعمال فشار پیش‌بینی می‌کردند.»

 

این تیم پژوهشی فشار 223 گیگاپاسکال را به 262 گیگاپاسکال افزایش داد. در این فشار انتقال ساختارها بطور کامل انجام شد و طلا شروع به آب شدن کرد. در فشار 322 گیگاپاسکال که تقریبا فشاری معادل با فشار مرکز کره‌ی زمین است، طلا بطور کامل به مایع تبدیل شد. حالتی که پژوهشگران تا پیش از این ندیده بودند.

 

این پژوهش برای کامل کردن دیاگرام تغییرات فازی طلا بسیار حائز اهمیت است اما این یافته‌ها دارای اهمیت زیادی در صنعت و تولید است. برای مثال، آهن دارای ساختار FCC یا BCC است که دما تعیین کننده ی یکی از ساختارهای است. این مسئله در صنعت فولاد اهمیت دارد زیرا آهنی با ساختار FCC توانایی جذب کربن بیشتری نسبت به ساختار BCC دارد.

 

این نتایج می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا مدل‌های تئوری خود را تصحیح کنند و بتوانند از این مدل‌های جدید برای سنجشِ تاثیرات پیوند‌های شیمیایی برای کمک به گسترشِ مواد جدیدی که می‌تواند در حالت‌های بحرانی وجود داشته باشد استفاده کنند.

 

نتایج این پژوهش که توسط دانشمندان در دو دانشگاه آمریکا انجام شده در آخرین شماره مجله Physical Review Letters به چاپ رسیده است. برای مشاهده جزئیات بیشتر، لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)