تولید برف نانویی در آزمایشگاه

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، دانشمندانی در نیوزیلند و استرالیا که در سطح اتم‌ها کار می‌کنند، برف‌های کوچک فلزی ایجاد کردند 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، مواد را قوی‌تر و در عین حال سبک‌تر 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 دکتر استف لامبی از دانشگاه اوکلند، دکتر کریستا استینبرگن از دانشگاه ویکتوریا ولینگتون، با همکارانی به رهبری پروفسور کوروش کلانترزاده از دانشگاه نیو ساو‌ث‌ولز در این طرح با هم همکاری کردند.
تیم استرالیایی این طرح 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 ظهور کردند که گالیم مایع باقی می‌ماند.
گروه 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 بدون 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 ۶ ضلعی و شکل‌هایی شبیه به برف بودند. تقارن ۶ شاخه‌ای فلز روی، که در آن هر اتم با ۶ 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 ساختار پذیر 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.