Dyrkning af metalliske krystaller i flydende metal

Forestil dig en fremmed verden med oceaner af flydende metal.

Hvis en sådan verden eksisterer, metalliske elementer er sandsynligvis kilderne til de opløste materialer og partikler i disse oceaner. Alt ville være lavet af metalliske elementer, selv livsformer.

Det kan lyde som et koncept trukket direkte ud af en science fiction-film, men nogle grundlæggende elementer i denne fantastiske vision kan stadig nemt realiseres på vores planet.

Vi er alle bekendt med at dyrke krystaller i vand. Det mest oplagte eksempel er væksten af ​​sukkerkrystaller, som mange af os har gjort i løbet af vores tid i skolen. Her, opløst sukker i et vandopløsningsmiddel kan udfældes som krystaller ud af opløsningen.

Nu, Australske forskere har vist muligheden for en analog observation med flydende metaller som opløsningsmiddel og har offentliggjort en spændende rapport i tidsskriftet ACS Nano .

Det er kendt, at metalliske grundstoffer kan opløses og danne opløste stoffer i flydende metalopløsningsmidler. Det er også kendt, at disse sekundære metaller kan danne klynger af metalliske krystaller inde i det metalliske opløsningsmiddel. Dette er faktisk grundlaget for det veletablerede metallurgiområde. Imidlertid, i metallurgi er den primære interesse i at størkne opløsningsmidler og opløste stoffer sammen for at skabe faste legeringer til en række forskellige anvendelser.

Forskerne ved University of New South Wales (UNSW), School of Chemical Engineering så på flydende metaller fra en anden vinkel.

De brugte gallium, som er flydende ved nær stuetemperatur, som kviksølv, og opløste forskellige metaller i det.

Små krystaller af disse metalliske elementer dannet inde i det flydende metal.

Imidlertid, da overfladespændingen af ​​flydende metal er ret høj, disse metalliske krystaller forblev fanget inde i de flydende metaller.

Høj overfladespænding betyder, at flydende metaller er ublandbare med andre væsker, og som sådan er det ikke muligt for de metalliske krystaller at frigøre sig naturligt i omgivelserne.

Forskerne opdagede en ny metode til at ekstrahere disse metalliske krystaller ud af den flydende legering. Ved at påføre en spænding på overfladen af ​​en flydende metaldråbe, de var i stand til at reducere overfladespændingen tilstrækkeligt til at tillade de metalliske krystaller at blive trukket ud.

"Vi var i stand til at lave meget små krystaller, der var af metallisk og metaloxid-karakter, " sagde Dr. Mohannad Mayyas, avisens forfatter. "Vi opløste indium, tin, og zink til galliumvæske og udfældede dem ud af mediet ved at påføre en spænding i en specifik opstilling. Metoden er virkelig fordelagtig, da fremstilling af sådanne krystaller generelt kræver farlige prækursorer og barske synteseforhold."

"Andre forskere kan fortsætte vores arbejde og udforske de mange muligheder, som flydende metalopløsningsmidler tilbyder, " foreslog prof Kourosh Kalantar-Zadeh, den tilsvarende forfatter til avisen. "For eksempel, flydende metaller er superkatalytiske. Mens dannelsen af ​​krystaller i vandige opløsninger kan tage lang tid, skabelsen af ​​de metalliske elementer inde i flydende metal kan finde sted øjeblikkeligt. Derudover flydende metaller giver muligheder for spændende grænsefladekemi, som ikke eksisterer for andre systemer."