Meni hayratda qoldirgan kashfiyot: metall nitrid nanokristallar

Sizga bir narsa bilan bo'lishmoqchimiz — bu materialshunoslik haqiqatan ham juda qiziqarli soha bo'lib chiqdi. Balki siz bunaqa demaysiz, lekin tinglang.

Chikago universiteti va Argonne milliy laboratoriyasidan olimlar juda murakkab bo'lgan narsani — metall nitrid nanokristallarini yaratdilar. Bu esa biz bilgan narsalarni o'zgartirishi mumkin.

Metall nitridlar nima o'zi?

Sodda qilib aytganda, metall nitridlar — metall va azot atomlari birga bog'langan birikmalar. Bular sizning atrofingizda allaqachon mavjud. Masalan, galliy nitrid LED chiroqlarda, telefon ekranlarida ishlatiladi. Ular bardoshli, issiqqa chidaydigan va zaxira kamaymaydi.

Endi asosiy qism: materiallarni nano o'lchamga kichraytirsangiz, xossalari o'zgaradi. Ular yorug'roq bo'lishi, kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirishi mumkin.

Lekin muammo bor: olimlar faqat cheklangan materiallardan nanokristallar yaratishgan. Metall nitridlar esa — garchi juda foydali bo'lsa-da — bu jarayonga bo'ysunmagan.

Nega bu kristallar "timosh" edi?

Kristallar o'sishi uchun ionlar o'z joylarini topishi kerak. Metall nitridlarda esa metall va azot atomlari orasidagi bog'lar juda kuchli. Ular ajralishni xohlamaydi.

Tadqiqotchi Dmitri Talapinning so'zlariga ko'ra: "Agar bog'lar uzilsa, bu nanokristallar uchun o'lim hukmidir. Noto'g'ri bog' yuzaga kelsa, hammasi ishdan chiqadi."

Yechim topildi.

"Ideal nuqta"ni topish

Olimlar to'satdan javob topmadilar. Ular butun yondashuvni o'zgartirishlari kerak edi.

Avvalo, suyuq tuzlarda ishlagan oldingi tadqiqotlardan foydalanishdi. Keyin ular aniq harorat va ammiak bosimi uyg'unligini — "ideal nuqta"ni — topdilar.

Aynan shu sharoitda metall va azot atomlari yakuniy navig bo'lishlari va to'g'ri kristall panjara hosil qilishlari mumkin.

Talapin aytadi: "Bu jarayon juda g'alati — sohadagi barcha mantiqqa qarshi. Biz butun yondashuvni qayta o'ylashimiz kerak edi."

Natijada ular oldin hech qachon bunday usulda sintez qilinmagan o'nlab metall nitrid nanokristallarini yaratdilar.

Bu nima uchun muhim?

Kundalik hayotda qo'llanishi:

Tibbiy implantlar: Titan nitrid allaqachon ba'zi implantlarda ishlatiladi. Nanokristallar shaklida u butunlay yangi imkoniyatlar ochadi.

Supero'tkazgichlar: Niobiy nitrid sanoatda muhim. Nano o'lchamda yanada samarali bo'lishi mumkin.

Egiluvchi elektronika: Qattiq qatlamlardan farqli o'laroq, bu nanokristallarni polimerlarga qo'shish, inkjet bosib chiqarish yoki matolarga to'qish mumkin. Masalan, egiluvchan chiroqlar.

Yaxshi katalizatorlar: Molibden nitrid kimyoviy reaksiyalarni tezlashtiradi. Nano shaklda yanada samarali bo'lishi mumkin.

Ilm-fanning insoniy tomoni

Meni bu hikoya boshqa tomondan ham qiziqtirdi. Ruiming Lin nomli aspirant elektron mikroskop orqali nihoyat qattiq mehnat bilan yaratgan kristallarni ko'radi.

U shunday dedi: "Siz har doim umid qilasizki, kashfiyotingiz qachondir amalda qo'llaniladi. Men his qilaman — ko'plab foydalanish joylari bo'ladi."

Bu so'zlarda go'zallik bor. Ilm-fan faqat nazariy bilim emas — bu haqiqiy odamlar yillar davomida laboratoriyalarda ishlab, umid qilishadiki, ularning mehnati dunyoni o'zgartirishga yordam beradi.

Bu tadqiqot materialshunoslikda ilgari cheklov deb hisoblangan narsalarni inkor etdi. Garchi metall nitrid nanokristallari tez kunda do'konlarda ko'rinmasligi mumkin, yangi innovatsiyalar uchun asos allaqachon qo'yilgan.

Ba'zan murakkab narsani hal qilish uchun faqat imkonsiz deb o'ylagan narsani qayta o'ylash kifoya.