РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 30.01.2009   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


30.01.2009

Золото впервые затвердело при нагреве

29 января 2009


 








Золото, типичный драгоценный металл, в руках учёных приобретает совершенно необычные свойства (фото с сайта plasmaquest.co.uk).
Золото, типичный драгоценный металл, в руках учёных приобретает совершенно необычные свойства (фото с сайта plasmaquest.co.uk).





Золото при очень быстром нагреве ведёт себя нестандартно. Изучив его характеристики, физики из университета Торонто выяснили, что нагрев не всегда сопровождается размягчением и/или плавлением материала.


Жизненный опыт человека подсказывает, что при нагреве любой материал размягчается, другое дело – до какой степени его нужно нагреть, чтобы началось постепенное плавление. Но команда физиков под руководством профессора Дуэйна Миллера (Dwayne Miller) продемонстрировала обратное.


"Как ни странно, золото действительно становится более твёрдым", — говорит Миллер. Впрочем, тут же уточняет, что нагрев производился с невероятно гигантской скоростью – гораздо быстрее, чем миллион миллиардов градусов в секунду (однако учёные не побили рекорд скорости нагрева).


Сделано это было не просто так. Физикам необходимо было добиться ситуации, когда нагрев происходил настолько быстро, что электроны, поглощающие световую энергию, не успевали сталкиваться с соседними атомами и рассеивать энергию. Из-за этого "разогретые" электроны находились на большем расстоянии от ядра, положительный заряд ядра меньше экранировался и связи между атомами укреплялись.














Изменения в строении решётки, происходящие вследствие действия короткого лазерного импульса (иллюстрация University of Toronto).

Изменения в строении решётки, происходящие вследствие действия короткого лазерного импульса (иллюстрация University of Toronto).



"Кристалл золота состоит из ионов золота и слабосвязанных электронов, которые компенсируют отталкивание ионов друг от друга", — поясняет Ральф Эрнсторфер (Ralph Ernstorfer), бывший сотрудник университета Торонто.


Во время ультракороткого нагрева материала лазерным импульсом ионы начинают притягиваться друг к другу сильнее. В результате физики наблюдают более прочную кристаллическую решётку и более высокую температуру плавления "нагретого" золота.


"Эффект усиления связей между ионами золота был предсказан теоретиками, однако нам впервые удалось воспроизвести его в реальности", — говорит Ральф.














Так учёные получали данные о строении кристаллической решётки (иллюстрация University of Toronto).

Так учёные получали данные о строении кристаллической решётки (иллюстрация University of Toronto).



Чтобы сделать все эти выводы, учёным понадобилось проследить за движением ионов на атомном уровне. Съёмка в реальном времени производилась при помощи метода фемтосекундной электронной дифракции (femtosecond electron diffraction — FED).


Физики посылали короткий лазерный импульс на тонкий кристалл золота, затем измеряли скорость нагревания и амплитуду движения атомов. Все эти данные позволили судить об изменениях различных параметров кристаллической решётки.


"Наблюдение за этим редким состоянием вещества, называемым "тёплое плотное вещество" (warm dense matter), позволяет нам соотнести "жидкую" структуру с увеличением стабильности решётки", — добавляет Миллер.


Подробности вы найдёте в пресс-релизе университета и в статье авторов открытия, вышедшей в журнале Science.


Данное наблюдение – отнюдь не первый случай, когда, казалось бы, привычные вещи становятся с ног на голову. Постоянные читатели "Мембраны" знают ещё об одном составе, который твердеет при нагревании и плавится при охлаждении, о металлической резине и почти кристаллическом стекле. А ещё существуют золотой алюминий и синее серебро.




Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок