La maggior parte dei metalli ha punti di fusione molto alti, non ultimo l’oro, che si trasforma in un liquido a temperature superiori a 1.947 gradi Fahrenheit (1.064 gradi Celsius).
Ma ora, i ricercatori della Chalmers University of Technology in Svezia hanno trovato un modo per fondere l’oro a temperatura ambiente. La scoperta a sorpresa è avvenuta mentre i ricercatori stavano studiando campioni d’oro usando un microscopio elettronico (EM).,
A differenza dei microscopi ottici che utilizzano la luce visibile e un sistema di lenti per ingrandire piccoli oggetti, EMs usa elettroni per produrre immagini di oggetti estremamente piccoli. Infatti, con questa tecnica è possibile studiare singoli atomi.
In un esperimento, Ludvig de Knoop, del Dipartimento di Fisica di Chalmers, posizionò un piccolo pezzo d’oro in un microscopio elettronico per vedere come un campo elettrico influenzasse gli atomi d’oro. Ha aumentato il campo elettrico passo dopo passo mentre utilizzava il più alto ingrandimento.,
“Volevamo vedere cosa succede all’oro quando è sotto l’influenza di un campo elettrico estremamente alto”, ha detto de Knoop a Newsweek. “Un effetto noto quando si applicano campi elettrici così elevati sui metalli è che evaporano, cioè si staccano dal metallo solido.”
Quando ha studiato gli atomi nelle registrazioni prese dal microscopio, ha notato qualcosa di totalmente inaspettato—gli strati superficiali di oro si erano sciolti, pur essendo a temperatura ambiente.,
“È stato solo più tardi, quando abbiamo analizzato i dati e i filmati registrati, che abbiamo capito di aver assistito a qualcosa di nuovo e spettacolare”, ha detto. “La grande sorpresa del nostro lavoro è che i pochi strati superficiali atomici più esterni di oro si sono sciolti prima che evaporassero. Più avanti, ci siamo resi conto che potevamo cambiare controllabilmente la struttura dalla superficie fusa all’ordine commutando il campo elettrico.”
“Questo è un fenomeno straordinario e ci dà una nuova conoscenza fondamentale dell’oro”, ha detto in una dichiarazione.,
Secondo i ricercatori, gli atomi d’oro si eccitarono sotto l’influenza del campo elettrico, che li fece improvvisamente perdere la loro struttura ordinata, rompendo i legami tra loro. È stato dedotto che il campo elettrico ha causato la formazione di difetti negli strati superficiali dell’oro, sciogliendo la superficie.,
“Abbiamo collaborato strettamente con i teorici che hanno scoperto dalle loro simulazioni che a campi elettrici così alti, gli atomi sulla superficie sono molto più vagamente legati l’uno all’altro e sono quindi liberi di muoversi”, ha detto de Knoop. “Importante notare è che sono solo i 2-3 strati atomici più esterni che sperimentano il campo elettrico, più avanti nel cono d’oro il campo elettrico è zero e gli atomi sono ordinati e strutturati nel loro solito modo. Questa è una differenza importante rispetto all’oro di fusione aumentando la temperatura.,”
Il team propone anche che l’osservazione possa essere dovuta a un fenomeno noto come “transizione di fase a bassa dimensione”, secondo un articolo che descrive la scoperta pubblicato sulla rivista Physical Review Materials.
Gli ultimi risultati potrebbero avere implicazioni significative per il campo della scienza dei materiali, aprendo la possibilità per varie applicazioni in futuro, il team dice.
“Principalmente, la scoperta è importante per la scienza di base”, ha detto Eva Olsson, un altro autore dello studio di Chalmers., “Tutto ciò che ci fornisce nuove conoscenze su come, in questo caso, si comporta un metallo, è interessante e significativo. Abbiamo potuto vedere una serie di possibili applicazioni. Essere in grado di controllare alcuni strati atomici di un metallo in questo modo potrebbe ad esempio aprirsi a nuove applicazioni in sensori, catalizzatori o transistor ad effetto di campo o, per nuovi concetti per componenti senza contatto. È importante diffondere le notizie sull’effetto poiché può ispirare nuove applicazioni.”
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