دانشمندان یک حالت جدبد از ماده یافتند که در آن اتم ها می توانند در هر دو حالت جامد و مایع همزمان وجود داشته باشند.
تا امروز اتم های مواد در یکی از سه حالت جامد، مایع یا گاز تعریف می شدند. تحقیقات جدید نشان می دهند که در شرایط فوق العاده برخی عناصر می توانند خواص حالات جامد و مایع را همزمان از خود نشان دهند.
با اعمال فشار و دمای زیاد به پتاسیم یک حالت از ماده ساخته می شود که در آن بیشتر اتم ها یک ساختار شبکه جامد را می سازند در حالی که ست دوم اتم های پتاسیم دارای آرایش مایع هستند. در شرایط درست، بیش از شش عنصر از جمله سدیم و روبیدیم احتمالاً توانایی قرارگیری در این حالت جدید را داشته باشند.
تا به حال، مشخص نبوده که این یک حالت متمایز از ماده است یا یک مرحله میانی بین دو حالت متمایز است.
یک تیم که توسط پژوهشگران دانشگاه ادینبورگ (Edinburgh) در بریتانیا هدایت می شود، توسط شبیه سازی های کامپیوتری قدرتمند وجود این حالت جدید که حالت زنجیر ذوب شده نامیده می شود، را مطالعه کردند. با شبیه سازی 20000 اتم پتاسیم در شرایط فوق العاده، تأیید شد که ساختاری که شکل گرفته یک حالت ماده جدید و پایدار تشکیل می دهد.
با اعمال فشار به اتم ها دو شبکه جامد متصل به هم تشکیل می شود. واکنش شیمیایی بین اتم ها در یک ساختار قوی است که موجب ماندن آنها در حالت جامد در حالی که ماده گرم می شود، می شود. اتم های دیگر در این شرایط به حالت مایع ذوب می شوند.
این ساختار را میزبان- مهمان (Host-Guest) نیز می نامند. در شکل زیر دو زیرشبکه میزبان و مهمان نشان داده شده اند. پیش تر دیده شده بود که با گرم کردن ساختار پیک های پراش شبکه مهمان ناپدید می شوند. همانطور که گفته شد شبیه سازی کامپیوتری نشان داد که، اتم های مهمان با حرارت ذوب می شوند، در حالی که اتم های میزبان همچنان جامد هستند. اتم های ذوب شده کانال های مذاب یک بعدی را ایجاد می نمایند.
شبکه HG
این مطالعه در ژورنال Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسید. این تحقیق با حمایت European Research Council و Physical Sciences Research Council انجام گرفت و پژوهشگرانی از دانشگاه Xi’an Jiantong چین در آن همکاری داشتند.
منابع
https://www.materialstoday.com/computation-theory/news/new-state-of-matter-is-both-solid-and-liquid/
(لینک مقاله اصلی)
