چگونه طلا را در دمای اتاق ذوب کنیم؟
مجله علمی ایلیاد - وقتی که تنش افزایش پیدا می‌کند، چیزهای غیرمنتظره‌ای اتفاق می‌افتند. این اتفاق در طلا نیز رخ می‌دهد. محققین برای اولین بار کاری کردند که سطح جسمی طلایی در دمای اتاق ذوب شود. محققین دانشگاه چالمرز سوئد، توانسته‌اند این کار خارق‌العاده را انجام دهند.
«لودویگ دی نوپ» از بخش فیزیک دانشگاه چالمرز، تکه‌ی کوچکی طلا را زیر میکروسکوپ الکترونی قرار داد. وی با مشاهده‌ی طلا با بیشترین بزرگ‌نمایی و افزایش مرحله‌ای میدان الکتریکی تا مقادیر بسیار بالا، قصد داشت که ببیند اتم‌های طلا چگونه تحت تاثیر قرار می‌گیرند. زمانی که لودویگ اتم‌ها را در میکروسکوپ مطالعه می‌کرد، به موضوعی بسیار هیجان‌انگیز برخورد. لایه‌های سطحی طلا وقعاً در حال ذوب شدن در دمای اتاق بودند.
لودویگ می‌گوید: «این کشف بسیار شوکه‌کننده بود. این یافته یک پدیده‌ای کاملاً غیره عادی است که به ما دانش جدید و بنیادینی درباره‌ی طلا می‌دهد.» چیزی که اتفاق افتاد این بود که اتم‌های طلا برانگیخته شدند. تحت تاثیر میدان الکتریکی، اتم‌های طلا نظم و ترتیب ساختاری خود را از دست دادند و تقریباً ارتباط اتم‌ها با یکدیگر به طور کامل از بین رفت. با انجام آزمایش‌های بیشتر، محققین همچنین کشف کردند که امکان تعویض بین ساختارهای جامد و ذوب شده نیز وجود دارد.
کشف اینکه چگونه اتم‌های طلا ساختار خود را به این صورت از دست می‌دهند، نه تنها جالب است، بلکه از لحاظ علمی نیز پیشگامانه به حساب می‌آید. لودویگ و همکارانش با همراهی فیزیکدان نظری، «مایکل جوهانی» از دانشگاه جیواسکیلای فنلاند، راه جدیدی را پیش روی علم مواد باز کردند. نتایج تحقیقات آن‌ها در مجله‌ی Physical Review Materials به چاپ رسیده است.
با استفاده از محاسبات تئوری، محققین توضیح می‌دهند که چگونه ذوب شدن طلا در دمای اتاق، امکان‌پذیر است. احتمالاً ذوب شدن سطح را بتوان به عنوان تغییر فاز کم‌حجم در نظر گرفت. در این صورت، کشف صورت گرفته با زمینه‌ی تحقیقاتی برندگان جایزه‌ی نوبل فیزیک سال ۲۰۱۶ شامل «دیوید تولس»، «دانکن هالدین» و «مایکل کوسترلیتز»، ارتباط دارد. محققین به رهبری «مایکل جوهانی» در حال بررسی این احتمال هستند.
در هر حال، توانایی ذوب لایه‌های سطحی طلا، بدون نیاز به روش‌های متداول، می‌تواند در آینده دارای کاربردهای مختلف عملی باشد. «ایوا اولسون»، پروفسور بخش فیزیک دانشگاه چالمرز، می‌گوید: «از آنجا که ما می‌توانیم مشخصات اتم‌های لایه‌های سطحی را کنترل کرده و تغییر دهیم، این کار می‌تواند کاربردهای بسیار متنوعی داشته باشد. به‌عنوان مثال، از این تکنولوژی می‌توان در انواع مختلف حسگرها، کاتالیست‌ها و ترانزیستورها استفاده کرد. همچنین شاید فرصت‌هایی در زمینه‌ی مفاهیم جدید برای عناصر بدون تماس نیز پیش روی ما به‌وجود آورد.» در حال حاضر، کسانی که می‌خواهند طلا را بدون میکروسکوپ الکترونی ذوب کنند، باید به سراغ زرگری‌ها بروند!
نوشته: ScienceDaily
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد