Cercetătorii imită natura creând „fulgi de zăpadă” metalici

Oamenii de știință din Noua Zeelandă și Australia care studiază nanoparticulele au creat ceva neașteptat: „fulgi de zăpadă” metalici minusculi.

De ce este important acest lucru? Deoarece a-i face pe atomii individuali să coopereze în modurile dorite de om duce la o revoluție în inginerie și tehnologie în ceea ce privește nanomaterialele.

• Jean-Martin Charcot, omul care a schimbat felul în care înțelegem mintea și creierul
• Inteligența Artificială poate dezvălui bolile înscrise în ADN-ul nostru

Structurile la scară nanometrică (un nanometru este o miliardime dintr-un metru) pot ajuta producția electronică, pot face materialele mai puternice, dar mai ușoare, sau pot ajuta la curățarea mediului prin legarea de toxine.

Cum au fost creați „fulgi de zăpadă” metalici?

Pentru a crea acești „fulgi de zăpadă” metalici, cercetătorii din Noua Zeelandă și australieni au experimentat cu galiu, un metal moale, argintiu, care este folosit în semiconductori și, în mod neobișnuit, se lichefiază la puțin peste temperatura camerei.

Rezultatele lor tocmai au fost raportate în revista Science.

Profesoara Nicola Gaston și dr. Steph Lambie, ambele de la Waipapa Taumata Rau, University of Auckland, Noua Zeelandă, și dr. Krista Steenbergen, de la Te Herenga Waka, Victoria University of Wellington, din Noua Zeelandă, au colaborat cu colegii din Australia conduși de profesorul Kourosh Kalantar-Zadeh, de la University of New South Wales.

Echipa australiană a lucrat în laborator cu nichel, cupru, zinc, cositor, platină, bismut, argint și aluminiu, crescând cristale metalice într-un solvent lichid de galiu. Metalele au fost dizolvate în galiu la temperaturi ridicate. Odată răcite, cristalele metalice au apărut în timp ce galiul a rămas lichid.

Echipa din Noua Zeelandă, parte a MacDiarmid Institute for Advanced Materials and Nanotechnology, a efectuat simulări ale dinamicii moleculare pentru a explica de ce apar cristale de formă diferită din diferite metale.

De ce este important acest studiu?

„Ceea ce învățăm este că structura galiului lichid este foarte importantă. Este ceva nou pentru că de obicei ne gândim la lichide ca fiind lipsite de structură sau structurate doar aleatoriu”, spune Gaston.

Interacțiunile dintre structurile atomice ale diferitelor metale și galiul lichid provoacă apariția unor cristale cu forme diferite, au arătat oamenii de știință.

Formele au inclus cuburi, tije, plăci hexagonale și forme de fulgi de zăpadă de zinc. Simetria cu șase ramuri a zincului, fiecare atom fiind înconjurat de șase vecini la distanțe echivalente, explică designul fulgului de zăpadă.

„Spre deosebire de abordările de sus în jos pentru formarea nanostructurilor, prin tăierea materialului, această abordare de jos în sus se bazează pe atomi care se auto-asamblează”, spune Gaston, potrivit EurekAlert.

„Așa face natura nanoparticule și nu doar că este mai puțin risipitoare, ci este și mult mai precisă decât metodele de sus în jos”, a completat ea.

Cercetătoarea spune că studiul a deschis o cale nouă, neexploratată, pentru nanostructuri metalice.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au descoperit cel mai dur material de pe Pământ

Bandajul inteligent care poate monitoriza și vindeca rănile mai rapid

Panourile solare făcute din deșeuri de panouri solare ar putea face sistemele mai prietenoase cu mediul

Oamenii de știință creează jeturi de găuri negre cu ajutorul unui supercomputer