Bilim insanları maddenin yeni halini buldu: Hem katı hem sıvı olan garip form

Maddenin hallerine dair geleneksel anlayışımızı değiştiren önemli bir keşfe imza atıldı. Araştırmacılar, atomları “çevreleme çemberi” içine hapsederek “Çevrelenmiş Aşırı Soğutulmuş Sıvı” adını verdikleri yepyeni bir madde hali oluşturmayı başardılar. Bu yeni form, aynı malzemede hem katı hem de sıvı özelliklerini bir araya getiriyor.

Nottingham Üniversitesi’nden Profesör Andrei Khlobystov, bu başarının, endüstriyel süreçleri ve kristal oluşumunu kökten etkileyebilecek yeni bir çağı müjdelediğini belirtiyor. Normalde bir sıvının atomları sürekli hareket ederken, bilim insanları bu atomların bir kısmını yerinde sabitleyerek, içerideki hareketli sıvı atomlarını hapsedebilen hareketsiz bir çevre yarattı. Bu çevrenin içine hapsedilen platin gibi metaller, normalde donduğu sıcaklıktan 1000°C daha soğuk derecelerde bile sıvı halde tutulabildi.

Atomik kusurlar ve amorf katılar

Bilim insanları, bu keşfi gerçekleştirmek için bir elektron tarama mikroskobu kullandı. Ulm Üniversitesi’nden Dr. Christopher Leist, deneyler sırasında erimiş metal nanoparçacıklarının atomlarının, parçacıkları ısıtmak için kullanılan grafen destek plakasındaki atomik ölçekli kusurlara takılı kaldığını gözlemledi. Elektron atışlarıyla daha fazla atomu sabitleyen araştırmacılar, böylece sabit atomlardan oluşan tam bir çember oluşturdu.

Bu sabit çevre, metalin katılaşma sürecini tamamen değiştirdi. Yeterli sayıda sabit atom olduğunda, sıvı içindeki atomlar kristal oluşturamıyor ve katıya dönüşemiyordu. Bu durum, maddelerin normal donma noktalarının çok altında bile sıvı gibi hareket etmeye devam etmesine yol açtı.

ACS Nano dergisinde yayımlanan bulgulara göre, bu çevrelenmiş sıvılar nihayet katılaştığında, normal kristal yapıları yerine son derece kararsız ve cama benzeyen amorf katılar oluşturuyor.

Katalizör teknolojisinde devrim kapıda

Bu yeni madde halinin keşfi, endüstriyel kimya ve malzeme biliminde büyük kapılar açabilir. Platin gibi nadir ve değerli metaller, dünya çapında kimyasal reaksiyonları hızlandıran katalizörler için hayati önem taşıyor. Araştırmacılar, bu metali yeni bir hale sokma yolunu bulmanın, katalizörlerin çalışma mekaniğine dair anlayışı değiştirebileceğini belirtiyor. Nottingham Üniversitesi’nden Dr. Jesum Alves Fernandes, bu ilerlemenin geliştirilmiş aktiviteye ve uzun ömürlülüğe sahip kendi kendini temizleyen katalizörlerin tasarımına yol açabileceğini ifade ediyor.