Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Evrensel Cam Oluşumu Teorisine Doğru İlerleme

12.12.2020
242
Evrensel Cam Oluşumu Teorisine Doğru İlerleme

Tokyo Üniversitesi Endüstri Bilimleri Enstitüsü’nden araştırmacılar, metalik karışımların cam oluşturma yeteneğini simüle etmek için moleküler dinamik hesaplamaları kullandılar.

Kompozisyondaki küçük değişikliklerin bile, bir malzemenin soğuduktan sonra bir kristalin yerine bir camsı duruma geçme olasılığını güçlü bir şekilde etkileyebileceğini göstermektedir.

Bu çalışma, evrensel bir cam oluşumu teorisine ve daha ucuz, daha esnek, elektro iletken cama yol açabilir.

Akşam yemeğine gelen önemli misafirleriniz varsa, masanızı pahalı “kristal” bardaklarla kurabilirsiniz. Ancak bilim adamlarına göre kristal ve cam, bir sıvının soğutulduğunda alabileceği çok farklı iki durumdur.

Bir kristal, sonsuza kadar tekrar eden tanımlanmış bir üç boyutlu kafes yapısına sahipken, cam, uzun menzilli düzeni olmayan şekilsiz bir katıdır. Mevcut cam oluşumu teorileri, hangi metalik karışımların bir cam oluşturmak için “vitrifiye” edeceğini ve hangilerinin kristalleşeceğini tam olarak tahmin edemez.

Mekanik olarak sert, elektriksel olarak iletken malzemeler için yeni tarifler tasarlarken cam oluşumunun daha iyi ve daha kapsamlı bir şekilde anlaşılması çok yardımcı olacaktır.

Şimdi, Tokyo Üniversitesi‘ndeki araştırmacılar, cam oluşum sürecini incelemek için üç prototipik metal sistemin bilgisayar simülasyonlarını kullandılar. Yuan-Chao Hu, “Çok bileşenli bir sistemin, bir camın aksine bir kristal oluşturma yeteneğinin, bileşimde yapılan küçük değişikliklerle bozulabileceğini bulduk” dedi.

Basitçe ifade etmek gerekirse, cam oluşumu, soğutulduğunda kristalleşmeyi engelleyen bir malzemenin sonucudur. Bu, atomları kendilerini enerjilerini en aza indiren modellerinde organize etmeden önce “donmuş” bir duruma kilitler. Simülasyonlar, kristalleşme oranını belirleyen kritik bir faktörün sıvı-kristal arayüz enerjisi olduğunu gösterdi.

Araştırmacılar ayrıca, elemental bileşimdeki değişikliklerin, kristalin olağan formuyla uyumsuz düzenlemelerle kristalleşme sürecini engelleyen yerel atomik sıralamalara yol açabileceğini buldular.

Spesifik olarak, bu yapılar minik kristallerin örnekteki düzenli bölgelerin büyümesini çekirdekleştiren “tohum” görevi görmesini engelleyebilir. Bilim adamları, önceki açıklamaların aksine, sıvı ve kristal fazlar arasındaki kimyasal potansiyel farkının cam oluşumu üzerinde sadece küçük bir etkiye sahip olduğunu belirlediler.

Hajime Tanaka, “Bu çalışma, vitrifikasyonun temel fiziksel mekanizmasını anlamamızda önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor” diyor. “Bu projenin sonuçları, cam üreticilerinin esneklik, tokluk ve elektro iletkenlik gibi belirli istenen özelliklere sahip yeni çok bileşenli sistemler tasarlamasına da yardımcı olabilir.”

Referans: “Çok bileşenli sistemlerden cam oluşumunun fiziksel kaynağı” 11 Aralık 2020, Science Advances. (Sci. Adv. 2020; 6: eabd2928)

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.