Hvordan højtryksteknikker kan inducere ændringer i krystallinske materialer
I en artikel publiceret i Chemistry of Materials Oakland University lektor i fysik Yuejian Wang undersøgte, hvordan højtryksteknikker kan inducere ændringer i visse krystallinske materialer, svarende til den måde, grafit kan omdannes til diamant, når det udsættes for højt tryk og høj temperatur.
"Højtryk tjener som et potent værktøj til at optrevle mysterier skjult i materiale, der forbliver uopdaget ved stuetemperatur og omgivende tryk," sagde Wang. "Ved at ændre afstanden mellem atomer markant, kan tryk dynamisk modificere krystalstrukturer, hvilket fører til dybtgående ændringer i fysiske egenskaber, som eksemplificeret ved transformationen mellem diamant og grafit.
"Inden for højtryksmaterialevidenskab udsætter vi materialer for højtryksforhold og bruger derefter røntgenteknikker såvel som andre værktøjer til at observere de resulterende ændringer i materialerne," tilføjede han. "Ligesom røntgenstråler bruges i medicinske applikationer til at visualisere indre strukturer i den menneskelige krop, kan de også bruges til at detektere og analysere krystalstrukturerne i materialer. Dette giver videnskabsfolk mulighed for at få indsigt i den indviklede transformation."
I artiklen med titlen "Trykinducerede ændringer i krystalstrukturen og elektrisk ledningsevne af GeV4 S8 ," Wang undersøgte GeV4 S8 , et medlem af Spinel-familien, ved at bruge højtryksteknikker sammen med flere karakteriseringsværktøjer. Spineller findes almindeligvis i metamorfe eller magmatiske bjergarter og er kendt for deres forskelligartede vifte af farver, som omfatter røde, blå, grønne, lilla, orange, gule og sorte varianter.
"Blandt spineller, GeV4 S8 har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed på grund af dets unikke elektriske og magnetiske egenskaber," sagde Wang.
Resultaterne af undersøgelsen, sagde Wang, giver betydelig indsigt i både kemi- og fysikdomæner.
"Den præsenterer en omfattende og detaljeret forståelse af den kompressionsinducerede overgang fra kubisk til ortorhombisk struktur, og kaster lys over de indviklede mekanismer, der er involveret. Desuden dykker undersøgelsen i materialefysik-aspektet, belyser overgangen fra halvleder til leder og udforsker rollen af Jahn-Teller-effekten til at styre disse overgange."
Ifølge Wang beriger resultaterne af undersøgelsen ikke kun menneskehedens forståelse af dette system, men rummer også potentialet til at vække bred interesse og inspirere til yderligere undersøgelser.
"For eksempel at dykke ned i, hvordan dette materiale opfører sig under samtidig komprimering og afkøling, kunne tjene som et ekstraordinært og værdifuldt emne for fremtidig udforskning," sagde han. "Sådanne forespørgsler kan føre til ny indsigt og anvendelser inden for materialevidenskab og kondenseret stoffysik."
Flere oplysninger: Yuejian Wang et al., Pressure-Induced Changes in the Crystal Structure and Electrical Conductivity of GeV4S8, Chemistry of Materials (2024). DOI:10.1021/acs.chemmater.3c02488
Journaloplysninger: Materialernes kemi
Leveret af Oakland University
Varme artikler
-
Et nyt potentielt alternativ til myggebekæmpelse opdagetKredit:CC0 Public Domain Naturlige æteriske olier udvundet af skallen af en citrusfrugt kunne være et effektivt nyt miljøvenligt alternativ i myggekontrolprogrammer, rapporterer en ny undersøgel -
Skaber grønt protein fra luftenKredit:CC0 Public Domain Stigende miljømæssige udfordringer har fået forskere til at genoverveje, hvordan protein kan produceres. Traditionelle processer kræver meget plads til lands eller til van -
Kompleks liv udviklede sig ud af den tilfældige kobling af små molekylerEt simpelt RNA-molekyle som dette kan have været ansvarlig for udviklingen af komplekst liv, som vi kender det. Kredit:Wits University Kompleks liv, som vi kender det, startede helt tilfældigt, -
Belægning hjælper elektronikken med at holde sig kølig ved at svedeDisse billeder er en infrarød billedsammenligning af kølepladerne med og uden MIL-101(Cr) belægning. Kredit:Chenxi Wang Pattedyr sveder for at regulere kropstemperaturen, og forskere fra Shanghai
- Etablering af en tidsskala for 10 millioner år siden
- Konstrueret overflade hjælper kogte bobler med at hoppe for at bære mere varme
- Laserkølede ioner bidrager til bedre forståelse af friktion
- Klimaændringer gjorde Harvey-regnen 15 procent mere intens
- Biden sætter USA tilbage i kampen for at bremse den globale opvarmning
- En avatar bruger din gang til at forudsige, hvor mange kalorier du vil forbrænde