انقلابی نو در روش کشف مواد
محققان روشی را برای ایجاد مواد جدید برای استفاده در باتری ها، آهنرباها و میکروالکترونیک کشف کرده اند.
به گزارش سیناپرس فارس، ماهرترین هنرمندان می توانند تنها با استفاده از چند رنگ مختلف یک شاهکار بی نظیر خلق کنند. آنها این کار را با استفاده از الهام، دانش هنری گذشته و اصول آموخته شده از طریق سالها تمرین در استودیو انجام می دهند.
شیمیدانان فرآیند مشابهی را هنگام توسعه ترکیبات جدید به کار می گیرند. تیمی از محققان از آزمایشگاه ملی آرگون در وزارت انرژی ایالات متحده، دانشگاه نورث وسترن و دانشگاه شیکاگو تکنیک جدیدی را برای شناسایی و سنتز مواد کریستالی حاوی دو یا چند عنصر ایجاد کرده‌اند.
مرکوری کاناتزیدیس، پروفسور شیمی در نورث وسترن با انتصاب مشترک در آرگون گفت: «ما انتظار داریم که کار ما برای ترکیبات شیمی، مواد و مواد متراکم برای سنتز مواد جدید و غیرقابل پیش‌بینی با ویژگی‌های عجیب و غریب بسیار ارزشمند باشد.»
روش اختراع ما ناشی از تحقیق بر روی ابررساناهای غیر متعارف است.» ”اینها جامداتی با دو یا چند عنصر هستند که حداقل یکی از آنها فلز نیست. و مقاومت در برابر عبور الکتریسیته در دماهای مختلف را متوقف می‌کنند، از سردتر از فضا گرفته تا اتاق کار من.
روش اختراع تیم با یک راه حل ساخته شده از دو جزء شروع می شود. یکی یک حلال بسیار موثر است. حل می شود و با مواد جامد اضافه شده به محلول واکنش نشان می دهد. دیگری حلال خوبی نیست. اما برای تنظیم واکنش برای تولید یک جامد جدید با افزودن عناصر مختلف وجود دارد. این تنظیم شامل تغییر نسبت دو جزء و دما است. در اینجا، درجه حرارت بسیار بالا است، از 750 تا 1300 درجه فارنهایت.
کاناتزیدیس خاطرنشان کرد: ما نگران بهتر ساختن مواد شناخته شده نیستیم، بلکه به دنبال کشف موادی هستیم که هیچ کس از آنها اطلاعی نداشته یا نظریه پردازان تصور نمی کردند که حتی وجود داشته باشند. ”با این روش، ما می توانیم از مسیرهای واکنش به مواد شناخته شده اجتناب کنیم و مسیرهای جدیدی را به سمت ناشناخته ها و پیش بینی نشده ها دنبال کنیم.”
به عنوان یک مورد آزمایشی، محققان روش خود را برای ترکیبات کریستالی ساخته شده از سه تا پنج عنصر به کار بردند. همانطور که اخیراً در Nature گزارش شده است، روش کشف آنها 30 ترکیب ناشناخته را به دست آورد. ده مورد از آنها ساختارهایی دارند که قبلاً دیده نشده بود.
این تیم تک بلورهایی از برخی از این ترکیبات جدید تهیه کردند و ساختار آنها را در خط پرتو ChemMatCARS UChicago در 15-ID-D و بخش علوم اشعه ایکس 17-BM-B منبع فوتون پیشرفته، یک مرکز کاربر دفتر علوم DOE مشخص کردند. در آرگون. Wenqian Xu دانشمند پرتو 17-BM-B گفت: “با خط پرتو 17-BM-B APS، ما توانستیم تکامل ساختارها را برای فازهای شیمیایی مختلف که در طول فرآیند واکنش تشکیل شده اند، ردیابی کنیم.”
ژو گفت: “به طور سنتی، شیمیدان ها مواد جدیدی را تنها با تکیه بر دانش مواد اولیه و محصول نهایی اختراع و ساخته اند.” ”داده های APS به ما این امکان را می دهد که محصولات واسطه ای را که در طول واکنش تشکیل می شوند نیز در نظر بگیریم.”
و این تنها آغاز چیزی است که ممکن است، زیرا این روش را می توان تقریباً برای هر جامد کریستالی اعمال کرد. همچنین می تواند برای تولید بسیاری از ساختارهای کریستالی مختلف استفاده شود. این شامل چندین لایه انباشته، یک لایه منفرد به ضخامت یک اتم و زنجیره‌ای از مولکول‌هایی است که به هم متصل نیستند. چنین ساختارهای غیرمعمولی خواص متفاوتی دارند و کلید توسعه مواد نسل بعدی هستند که نه تنها در ابررساناها، بلکه در میکروالکترونیک، باتری ها، آهنرباها و موارد دیگر قابل استفاده هستند.
مترجم: فتانه حق پرست
منبع: scitechdaily
