Hem katı hem de sıvıdır.Bilim adamları, gelecekteki uygulamalar için geniş umutları olan iki durumlu bir arada bulunan maddeleri keşfettiler!
Bilimin sınırları dünyaya bakıyor
Hepimizin bildiği gibi, maddenin varoluşunun birçok yolu vardır, ancak çoğu insanın bilişinde, herhangi bir madde yalnızca katı, sıvı ve gazın üç halinden birinde var olabilir. Ancak, çok geçmeden, bilim adamları ilk kez aynı maddenin aynı anda iki şekilde var olabileceğini keşfettiler!
Bu harika madde metalik potasyumdur ve aynı anda hem katı hem de sıvı halde bulunabilen, aşırı basınç ve sıcaklığın gerekli olması şartıyla. Başka bir deyişle, büyük bir potasyum parçanız varsa, güçlü ve akışkan olabilir. Edinburgh Üniversitesi'nde fizikçi olan Andreas Herman'ın National Geographic'te söylediği gibi: "Sanki suyla dolu bir sünger damlamaya başlıyor, ama hayal edemeyeceğiniz şey süngerin de sudan yapılmış olmasıdır!"
Potasyum metalinin moleküler yapısı son derece basittir ve çoğu katı maddenin sahip olduğu tek tip bir kafes yapısına sahiptir. Ancak aşırı koşullarla karşılaştığında, birçok metal tuhaf değişikliklere uğrar. Örneğin, iletken metal sodyum, yüksek basınç altında bir yalıtkan haline gelir, lityum, yüksek basınç ve düşük sıcaklık altında bir süper iletken haline gelir vb.
Araştırmacılar, potasyum metali üzerinde yüksek basınç koşulları altında ilgili deneysel çalışmaları yürüttüler ve sonuçlar, atomik organizasyonunun karmaşık bir düzenleme sunduğunu, yani bir karede beş, köşelerde dört, bir ortada ve diğerinde beş atom tüpü olduğunu gösteriyor. Dört atom zinciri ile bağlanmıştır. Isıtıldığında atomik zincir kaybolur Araştırmacılar buna "zincir erime geçişi" adını verirler ve potasyum atomik zincir çözüldükçe iç atomik dizilimin düzenden düzensizliğe değiştiğine inanırlar.
Son çalışmada, bunun neden olduğunu anlamak için araştırmacılar, aşırı koşullar altında yaklaşık 20.000 potasyum atomunun davranışını simüle etmek ve gözlemlemek için bir sinir ağı-Al bilgisayarı kullandılar. Basınç ve sıcaklık yeterince yüksek olduğunda (yaklaşık 2000-4000Mpa), potasyum atomlarının birbirine bağlı zincirler ve kafesler halinde düzenlendiği ve kafes atomları arasındaki kimyasal etkileşimlerin çok güçlü olduğu bulunmuştur. Ancak sıcaklık 400-800K arasına yükseldiğinde, yine de katı maddeler sipariş edilir. Ancak zincir, düzensiz bir sıvıya dönüştü.
Ekip, bu yeni durumu "zincir eritme aşaması" olarak adlandırıyor ve uygun koşullar altında sodyum ve bizmut dahil çeşitli materyallerde bulunabileceğine inanıyor, ancak bu durumu tetiklemek için gereken koşullar potasyumdan farklı olabilir. Bu, gelecekte malzeme biliminin gelişimi için yeni bir atılımdır.
Potasyum bildiğimiz en basit metallerden biridir, ancak açıkçası sıradan değildir. Araştırma ekibi, zincir eritme aşamasındaki durumun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin nispeten kararlı olduğunu ve hem katı hem de sıvıdan oluştuğunu doğruladı. Bu olağandışı durum gelecekte başka materyallerde oluşturulabilirse, bilinmeyen ancak geniş uygulama olasılıklarına sahip olacaktır.
Araştırma sonuçları yakın zamanda PNAS'ta yayınlanacaktır.
Bilgi kaynağı: PNAS, National Geographic
