Учени откриха материал, който може да бъде изработен като пластмаса, но да провежда електричество като метал
Учени от Чикагския университет са разкрили по какъв начин да основат материал, който може да се създава като пластмаса, само че да организира електричество като метал, оповестява уеб сайтът Phys.org.
Изследването, оповестено в сп. Nature, демонстрира по какъв начин да се направи вид материал, в който молекулярните фрагменти са в хаос, само че все пак могат да организират електричество извънредно добре.
Това опонира на всички правила, които знаем за проводимостта - за един академик това е нещо като да види автомобил, който върви на вода, само че все пак се движи с над 110 километра в час, означават откривателите.
Откритието обаче може да бъде и извънредно потребно - в случай че някой желае да изобрети нещо революционно, процесът постоянно първо стартира с откриването на изцяло нов материал.
" По принцип това дава опция за създаване на цялостен нов клас материали, които организират електричество, оформят се елементарно и са доста здрави във всекидневни условия ", споделя Джон Андерсън, доцент по химия в Чикагския университет и водещ създател на проучването.
Проводимите материали са безусловно нужни за изработката на какъвто и да е вид електронно устройство, без значение дали става въпрос за айфон, слънчев панел или тв приемник.
Най-старата и най-голяма група проводници са металите: мед, злато, алуминий. След това, преди към 50 години, учените съумяват да основат проводници от органични материали, употребявайки характерно химическо отнасяне.
Предимството на сходни материали е, че са по-гъвкави и по-лесни за обработка от обичайните метали, само че казусът е, че не са доста постоянни и е могат да изгубят своята проводимост, в случай че бъдат изложени на влага или прекомерно висока температура.
По създание обаче органичните и обичайните железни проводници имат обща характерност. Те са формирани от прави, компактно подредени редици от атоми или молекули. Това значи, че електроните могат елементарно да минават през материала, сходно на колите по автомагистрала. Учените в действителност считат, че с цел да организира дейно електричество, материалът би трябвало да има тези прави, подредени редове, написа Българска телеграфна агенция. Авторите на актуалното проучване стартират да опитват с някои материали, открити преди години, само че значително пренебрегнати. Те нанизват никелови атоми като перли в гердан от молекулярни мъниста, направени от въглерод и сяра, и стартират да вършат проби.
За изненада на учените материалът се оказва добър проводник на електричество. Нещо повече - той е доста постоянен. " Нагрявахме го, охлаждахме го, излагахме го на въздействието на въздуха и влажността и даже капнахме върху него киселина и основа, само че нищо не се случи. Това е извънредно потребно за устройство, което би трябвало да действа в действителния свят ", пишат откривателите.
За учените обаче най-поразителното нещо е, че молекулярната конструкция на материала е в хаос. " От фундаментална позиция не би трябвало да е допустимо това да бъде метал. Няма солидна доктрина, която да го изясни ", отбелязва Джон Андерсън.
Ученият и сътрудниците му стартират работа с други експерти от университета, с цел да се опитат да схванат по какъв начин материалът организира електричество. След проби, симулации и теоретична работа те стигат до извода, че той образува пластове, сходно на листовете в лазанята. Дори в случай че подредбата се скапе, електроните към момента могат да се движат хоризонтално или отвесно, стига " частите от лазанята " да се допират.
Крайният резултат е невиждан за проводящ материал. " Това е съвсем като проводимо тесто за игра - можеш да го месиш на място и то организира електричество ", споделя Андерсън.
Учените са разчувствани, защото откритието допуска нов принцип на планиране на електронните технологии.
Една от привлекателните характерности на материала са новите благоприятни условия за обработка. Например металите нормално би трябвало да бъдат разтопени, с цел да бъдат направени в подобаващата форма за чип или устройство. Това лимитира опциите за основаване на произведения с тях, защото другите съставни елементи на устройството би трябвало да могат да устоят на топлината, нужна за обработката им.
Новият материал няма такова ограничаване, защото може да се създава при стайна температура. Той може да се употребява даже там, където нуждата обещано устройство или елементи от него да устоят на топлота, киселинност, алкалност, или мокрота, преди е ограничавала опциите на инженерите да създават нови технологии.
Екипът също по този начин изследва другите форми и функционалности, които материалът може да извършва. Учените считат, че той може да бъде изработен двуизмерен, тримерен, порьозен или даже да бъдат въведени други функционалности посредством прибавяне на разнообразни свързващи детайли.
Изследването е оповестено в Nature.
