برف نانویی در آزمایشگاه ساخت شد!

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان حوزه فناوری‌نانو چیزی غیر منتظره ایجاد کردند، آن‌ها با استفاده از ترکیبات فلزی و نیمه‌هادی، برف‌های کوچک فلزی تولید کردند. دانشمندانی که در سطح اتم‌ها کار می‌کنند، فلزات را دستکاری می‌کنند و فرصت‌هایی را برای تولید مواد جدید ایجاد می‌کنند. دانشمندانی در نیوزیلند و استرالیا که در سطح اتم‌ها کار می‌کردند برف‌های کوچک فلزی ایجاد کردند. چرا این کار قابل توجه است؟ زیرا اتصال اتم‌های منفرد به هم برای ایجاد انقلابی در مهندسی و فناوری از طریق نانومواد ضروری است. ساختار‌های نانویی می‌تواند به تولید قطعات الکترونیکی کمک کند، مواد را قوی‌تر و در عین حال سبک‌تر کند، یا با اتصال به سموم به پاکسازی محیط زیست کمک کند. برای ایجاد نانوبلور‌های فلزی، دانشمندان نیوزیلند و استرالیا آزمایش‌هایی را با گالیم انجام داده‌اند. گالیم فلزی نرم و نقره‌ای است که در نیمه هادی‌ها استفاده می‌شود و دارای خاصیت غیرمعمول مایع‌شدن در کمی بالاتر از دمای اتاق است. پروفسور نیکولا گاستون و همکار پژوهشی استف لامبی از دانشگاه اوکلند، کریستا استینبرگن از دانشگاه ویکتوریا ولینگتون، با همکارانی به رهبری پروفسور کوروش کلانترزاده از دانشگاه نیو ساو‌ث‌ولز در این پروژه با هم همکاری کردند. تیم استرالیایی این پروژه، با نیکل، مس، روی، قلع، پلاتین، بیسموت، نقره و آلومینیوم در آزمایشگاه کار کرد. این فلزات در گالیم در دما‌های بالا حل شدند. پس از خنک شدن، کریستال‌های فلزی در حالی که گالیم مایع باقی می‌ماند، ظهور کردند. تیم نیوزیلندی، شبیه سازی‌های دینامیک مولکولی را انجام داد تا توضیح دهد که چرا بلور‌هایی با شکل متفاوت از فلزات مختلف پدیدار می‌شوند. گاستون می‌گوید: «آنچه ما می‌آموزیم این است که ساختار گالیم مایع بسیار مهم است. این نتایج جدید است، زیرا ما معمولاً مایعات را فاقد ساختار یا حاوی ساختار تصادفی می‌دانیم.» دانشمندان نشان دادند که تعامل بین ساختار‌های اتمی فلزات مختلف و گالیم مایع باعث ایجاد بلور‌هایی با شکل متفاوت می‌شود. کریستال‌ها شامل مکعب‌ها، میله‌ها، صفحات شش ضلعی و شکل‌هایی شبیه به برف بودند. تقارن شش شاخه‌ای فلز روی، که در آن هر اتم توسط شش همسایه احاطه شده است، طراحی شبیه به برف را ایجاد کرده بود. گاستون می‌گوید: «بر خلاف رویکرد‌های از بالا به پایین برای تشکیل نانوساختار، این رویکرد از پایین به بالا به اتم‌های خود مونتاژ شونده متکی است. این روش نشان می‌دهد که طبیعت چگونه نانوذرات را ایجاد می‌کند و از روش‌های بالا به پایین بسیار دقیق‌تر است.» او می‌گوید این تحقیق مسیری جدید و ناشناخته برای نانوساختار‌های فلزی را باز کرده است.