وجد العلماء مادة يمكن أن تكون عازلًا وموصلًا حسب الضغط
اكتشف فريق بحثي مشترك من جامعة روتشستر وجامعة نيفادا مركبًا فريدًا يقود نفسها ، اعتمادًا على الضغط المطبق ، غير قياسية إلى حد ما ويمكن أن تعمل كمواد عازلة وفي دور موصل. اليوم أريد أن أخبركم عن هذا الاكتشاف.
موصل وعازل ، ما هو الفرق
تعود قدرة أي مادة على تمرير تيار كهربائي من خلال نفسها إلى حركة الإلكترونات الحرة. ولهذا السبب تعتبر جميع المعادن موصلات ممتازة.
في العوازل ، تكون الإلكترونات ، كما هي ، "ملتصقة" في مداراتها ومن أجل إزاحتها عن المكان ، مطلوب جهد أعلى بكثير مما هو عادة قادر على توفير المطبقة الجهد االكهربى. لكن العلماء تمكنوا من اكتشاف مادة ثاني كبريتيد المنغنيز ، والتي تعمل كعازل وموصل ، اعتمادًا على مقدار الضغط الذي يتم تطبيقه عليها.
مادة جديدة وخصائصها غير العادية
تم إجراء هذا الاكتشاف بواسطة A. سلامات وزملاؤه عندما كانوا يدرسون الخصائص الموصلة للكبريتيدات المعدنية. لذلك عندما يكون ثاني كبريتيد المنغنيز في ظروف طبيعية ، فإنه يتجلى على أنه عازل معتدل.
فقط بعد أن وضع المهندسون المادة على "سندان" الماس وخلقوا ضغطًا هائلاً ، ثم راقبوا التجربة بمفاجأة وجد أن المادة قيد الدراسة تغيرت إلى حالة معدنية وبالتالي فقدت قوتها الكهربائية المتزايدة على الفور تقريبًا. مقاومة.
وبالتالي ، مع زيادة الضغط إلى 12 جيجا باسكال (حوالي 12000 ضغط جوي) ، انخفضت مقاومة المادة مئات الملايين من المرات.
لكن الشيء الأكثر روعة حدث بعد ذلك. عندما استمر المهندسون في زيادة الضغط إلى 36 جيجا باسكال ، حدث التحول العكسي ، وأصبح ثاني كبريتيد المنغنيز (MnS2) عازلًا مرة أخرى.
كما ر. دياز ، في الغالبية العظمى من الحالات ، تظل المعادن معادن ولا يتم تحويلها إلى عوازل ، وحقيقة أن MnS2 قادر على الانتقال من العازل إلى المعدن والعكس هي حالة فريدة من نوعها.
أظهر العلماء المبدأ الذي يؤدي فيه الضغط الهائل إلى "تحويل" ثاني كبريتيد المنغنيز إلى حالة التوصيل والعودة.
لذلك عندما يتم تطبيق الضغط ، تتحرك الذرات بالقرب من بعضها البعض ، ولهذا السبب فإن إلكتروناتها الخارجية قادرة على التفاعل.
في سياق هذا الحدث ، يتم تشكيل مساحة في الشبكة البلورية ، والتي من خلالها يمكن للشحنات أن تتحرك. ولكن عندما يزداد الضغط أكثر ، تصبح الشبكة أكثر "ثخانة" ، وتصبح الإلكترونات غير قادرة مرة أخرى على الحركة.
يؤكد العلماء أيضًا أن ثنائي كبريتيد المنغنيز يغير حالته عند درجة حرارة الغرفة وعند ضغط منخفض نسبيًا. لذلك عادة لمثل هذا الانتقال يكون من الضروري تطبيق ظروف مبردة وضغط أعلى من حيث الحجم.
لذلك ، بعد تشكيل ضغط يبلغ حوالي 500 جيجا باسكال ، من الممكن تكوين الهيدروجين المعدني ، والذي يمكن احتواؤه بكميات كبيرة في أحشاء الكواكب العملاقة.
هل أعجبتك المادة؟ ثم قيمه ولا تنسى تقييمه. شكرا لك على انتباهك!