Lần đầu tiên tạo ra được một loại chất liệu nano vừa ở thể lỏng, vừa ở thể rắn

Lần đầu tiên trên thế giới, các nhà nghiên cứu vừa tổng hợp được một loại chất liệu nano vừa ở thể lỏng vừa ở thể rắn trong khoảng nhiệt độ từ -93°C đến 530°C.

Nếu như chúng ta thả một viên nước đá vào trong ly nước hoặc một chất lỏng nào khác, chúng ta biết rõ viên đá sẽ tan chảy ở nhiệt độ phòng. Và nếu chiếc ly này được đặt trong ngăn đá, thì nước trong ly sẽ đông lại xung quanh viên đá. Theo định luật vật lý, nếu muốn giữ toàn bộ trong trạng thái rắn thì phải duy trì nhiệt độ chính xác ở 0^oC.

Chất liệu được sử dụng ở đây là gallium.

Thế nhưng lần đầu tiên trên thế giới, các nhà nghiên cứu vừa tổng hợp được một loại chất liệu nano vừa ở thể lỏng vừa ở thể rắn trong khoảng nhiệt độ từ -93°C đến 530°C. Nghiên cứu đột phá này có thể mở đường cho việc sản xuất các thiết bị mới trong lĩnh vực điện tử và hóa học.

Chất liệu được sử dụng ở đây là gallium. Kim loại này (ký hiệu Ga) thường ở trạng thái rắn khi nhiệt độ dưới 29,76°C và trên nhiệt độ này sẽ hóa lỏng. Đây là một phân tử đơn giản được tạo thành từ các nguyên tử galli và được sử dụng rộng rãi ở thể rắn trong ngành công nghiệp điện tử.

Theo đó, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các giọt gallium có đường kính khoảng 50 nanomet (một phần tỷ mét) và đặt chúng trên tinh thể sapphire (hoặc tinh thể oxid nhôm). Kết quả, nhận thấy chất gallium lỏng đổ dồn về phía trung tâm và chuyển thành thể rắn dưới dạng một tinh thể. Và điều thú vị là phần gallium bao quanh vẫn... lỏng, tương tự như các giọt nước bao quanh một viên đá. Như vậy, giọt gallium này vừa ở thể rắn vừa ở thể lỏng trên một nền nhiệt độ có biên độ 620°C (từ -93°C đến 527°C).

Hiện tượng này hoàn toàn chống lại các định luật vật lý trước nay về chất rắn và chất lỏng, chưa bao giờ được biết cho đến bây giờ, ngay cả về mặt lý thuyết. Do đó, đây là một tiềm năng vô hạn trong công nghệ nano với các ngành công nghiệp điện tử, vi mạch, công nghiệp hóa chất (làm chất xúc tác và cảm biến phân tử), cảm biến cực tím...

Từ khóa liên quan:

chất liệu nano

chất liệu nano vừa lỏng vừa rắn

gallium

công nghệ nano

định luật vật lý