Kirlarning elektr ishlab chiqarishi mumkinmi?
Gap shundaki, men yillar davomida fan haqida yozib kelaman, lekin bu haqda eshitganimda bunchalik hayratda qoldimki.
Rice universiteti olimlari grafenga — bir atom qatlamli ugleroddan tayyorlangan "mo'jiza material"ga — tajriba o'tkazayotgan edilar. Shunda ular g'alati narsani payqashdi: bu yupqa materialda tabiiy ravishda hosil bo'ladigan kichkina kirlar elektr effektlari yaratayapti.
Kimyoviy moddalarsiz. Qo'shimcha materiallarsiz. Faqat shakli tufayli.
Bir daqiqa o'ylab ko'ring. Bu murakkab ishlab chiqarish jarayoni emas. Ekzotik qo'shimchalar ham emas. Oddiy kirlar. Oddiyqycha tekislashga harakat qiladigan narsa.
Menga hamma narsani tushuntirgan "chizg'ich" misoli
Sathvik Ajay Iyengar bu effektni egiluvchan chizg'ichni buklashga o'xshatdi — faqat bu bukilish milliondan bir metrdan ham kichikroq fazoga sig'adi. Shunday masshtabda g'alati narsa sodir bo'ladi: grafendagi elektronlar biroz bir tomonga siljiydi va ikkita qarama-qarshi elektr "tomon" — kichkina batareykaning uchlari — hosil bo'ladi.
Bu fleksоelektriklik deyiladi. Nomida hech qanday zo'r narsa yo'q, lekin mohiyati shundaki — ba'zi materiallarni to'g'ri bukganda, elektr o'zi paydo bo'ladi.
Bu Nima Uchun Muhim?
Mana shu yerda texnologiya kelajagi uchun qiziqarli bo'lib qoladi.
Odatiy holda, olimlar materialning elektr xususiyatlarini o'zgartirmoqchi bo'lsa:
- Unga kimyoviy moddalar qo'shishlari kerak
- Boshqa materiallar bilan aralashtirishlari kerak
- Turli elementlar bilan "dopirovka" qilishlari kerak
Bularning barchasi murakkab, qimmat va ba'zan atrof-muhit uchun xavfli. Lekin yangi tadqiqot shuni ko'rsatadiki, biz materiallarning shaklini o'zgartirib, elektr xususiyatlarini sozlashimiz mumkin.
Bu butunlay boshqa yondashuv. Va rostini aytganda, hali imkoniyatlarning boshlanishi.
Olimlar yana bir qiziq narsani topishdi: keskinlik o'lchamdan ko'ra muhumroq. O'tkir, kichkina kirlar kattaroq va bo'shroq kirlarga nisbatan kuchliroq elektr effekti hosil qildi. Guruh o'lchagan polarizatsiya (musbat va manfiy zaryadlarning ajralishi) odatdagi fleksоelektrik tizimlarnikidan 100,000 dan 10 million marta gacha kuchliroq edi.
Buni boshqacha qilib aytadigan bo'lsam: agar buni qandaydir qilib kattalashtirish mumkin bo'lsa — bu katta "agar" — bu effekt shunchalik kuchli bo'lishi mumkinki, hatto tasavvur qilish qiyin.
Qiziq Tarix
Bu voqeadagi menga yoqqan narsa: bu effektning nazariy bashorati 2008-yilda fizik Vincent Meunier tomonidan qilingan.
O'sha paytda shunchalik kichik effektni o'lchash amalda mumkin emas edi. Masalan, kirlar atigi bir necha atom kenglikda. Shunchalik kichik narsaning elektr xususiyatlarini o'lchang. Kuting, men kutaman.
Lekin yillar o'tib, Iyengar doktarantdashtiruvchisi Manoj Tripathi bilan oldin yig'gan ma'lumotlarini qayta ko'rib chiqayotganda g'alati narsani payqadi: g'alati elektr signallari aynan eng keskin kirlar joylashgan joyda paydo bo'layapti.
U ma'lumotlarni Meunier bilan bo'lishdi — u Iyengarning doktorlik ishiga ham maslahat bergan edi — va voqea tortilgandek joyiga tushdi. Taxminan yigirma yil avvalgi g'oyaga eksperimental tasdiq topildi.
Meunier shunday dedi: "Sathvik menga o'lchovlarni ko'rsatganda, biz g'olati signallar allaqachon bashorat qilgan g'oyamizga eksperimental bog'liqlik berishi mumkinligini angladik."
Bu qanchalik ajoyib emasmi?
Bu Nima Bo'lishi Mumkin?
Olimlar oshiqcha bo'lib ko'rsatishga harakat qilmaydilar — va men buni qadrlayman — lekin mumkin bo'lgan qo'llanilishi haqiqatan ham qiziq:
- Sezgirroq datchiklar: Nanoshkalda jismoniy o'zgarishlardan elektr signallari yaratish mumkin bo'lsa, eng nozik harakatlar va kuchlarni aniqlash mumkin.
- Juda yupqa elektron qurilmalar: Katta batareyalar yoki murakkab sxemalar kerak bo'lmaydigan elektronikani tasavvur qiling — ehtimol, struktura o'zi ba'zi ishlarni qiladi.
- Materiallarda elektrni boshqarishning yangi usullari: Kimyoviy o'zgartirishlar o'rniga, shaklga asoslangan sozlash aniqroq nazorat berishi mumkin.
Pulickel Ajayan so'zlari bu kashfiyot ruhini yaxshi ifodalaydi: "Ishimiz ko'rsatadiki, oddiy kirlar atom masshtabida ko'rilganda ajoyib elektron xususiyatga aylanishi mumkin."
Mening Fikrim
Menga shunga o'xshash voqealar yoqadi, chunki ular bizga hozirgacha tushunganimizni o'ylagan materiallar haqida hali asosiy narsalarni kashf etayotganimizni eslatadi.
Grafen allaqachon o'n yildan ortiq vaqt davomida mo'jiza material deb e'lon qilingan va biz uning ko'plab ajoyib xususiyatlarini aniqladik. Lekin muammoni shundaki — ushbu tadqiqotlarning aksariyati uning tekis, mukammal shakliga qaratilgan. Yangi ish esa shuni ko'rsatadiki, kamchiliklar — kirlar, burmalar, tabiiy o'zgarishlar — shunchalik muhim yoki hatto undan ham muhumroq bo'lishi mumkin.
Bunda qandaydir poetik qoniqish bor. Mukammallik va tekislik haqida ovunadigan dunyoda, aynan kirlarda sehr yashiringan bo'lishi mumkin.
Amaliy qo'llanilishlarni kutib ko'rishimiz kerak. Lekin shaxsan men — kimyo emas, geometriya orqali materiallarni "loyihalash" mumkin bo'lishi g'oyasi — imkoniyatlar faqat sirtini qirqayotganimizni his qilaman.
Manba: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260815064801.htm