Et materiale, der kan skifte mellem flere faser, der har særskilt elektronisk, optiske og magnetiske egenskaber

(Phys.org) - Et stort team af forskere med medlemmer fra Kina, England., USA og Japan har udviklet et materiale, der kan skifte mellem flere faser med særskilt elektronisk, optiske og magnetiske egenskaber. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , teamet beskriver, hvordan de lavede deres materiale, hvordan det kan fås til at skifte egenskaber og mulige anvendelser til det. Shriram Ramanathan, med Purdue University tilbyder en Nyheder og visninger stykke om arbejdet udført af teamet i det samme journalnummer og tilføjer en ekstra baggrund om søgen efter funktionelle materialer.

Som Ramanathan påpeger, mennesker har søgt efter funktionelle materialer i århundreder - vi vil have mere ud af vores materialer end blot at bære belastninger. Som han yderligere bemærker, mange sådanne materialer er blevet udviklet på grund af klart rettet indsats, men nogle er også skabt ved at ændre et materiale, der allerede er opdaget. I denne nye indsats, forskerne har taget den sidste tilgang - de har ændret et eksisterende materiale for at gøre det mere nyttigt ved at få det til at have forskellige egenskaber afhængigt af, hvordan det bruges.

For at skabe det nye materiale, forskerne lavede et tyndt lag keramisk materiale på traditionel vis, oven på et underlag. Men i stedet for at tilberede det, som det er gjort historisk, de dækkede overfladen af ​​materialet med en ionisk gel-lignende væske. For at sikre yderligere funktionalitet, væsken var en elektrisk isolator og kunne lede ioner. Det indeholdt også opløste oxidioner og hydrogenioner. Da der blev påført elektricitet på materialet, resultatet afhang af polariteten af ​​spændingen - ioner fra enten hydrogen- eller oxidionerne blev drevet ind i det keramiske materiale nedenfor. Omvendt spænding forårsagede det omvendte, hvilket helt klart betød, at systemet var reversibelt, såvel.

Forskerne rapporterer, at systemet fungerer ved stuetemperatur, og at analyse med magnetisk sondering og røntgendiffraktion viste, at materialets faser var forskellige. De demonstrerede også en anvendelse af materialet som et middel til at ændre lysets transmissivitet gennem et glasark. Ramanathan foreslår, at et sådant materiale kan have en lang række anvendelser, især som grundlag for forskningsarbejde udført af andre grupper.

© 2017 Phys.org