Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Labro glowna
Strona główna Felieton

Materiał, który rośnie, choć nie powinien

Zwykle próbka materiału ściskana ze wszystkich stron powinna zmniejszać swoje rozmiary. Tylko nieliczne materiały zachowują się wtedy odwotnie: nieznacznie się poszerzają w jednym lub dwóch kierunkach. W Instytucie Chemii Fizycznej PAN odkryto, że jeden z badanych materiałów podczas zwiększania ciśnienia nagle znacząco się wydłużył.

"Gdy coś ściskamy, zwykle oczekujemy, że będzie się kurczyć, zwłaszcza wtedy, gdy wywierane ciśnienie działa jednorodnie ze wszystkich stron. Znane są jednak materiały, które pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego wydłużają się nieznacznie w jednym lub dwóch kierunkach" - informuje w przesłanym komunikacie Instytut Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN).

 

W trakcie poszukiwań optymalnych związków do magazynowania wodoru w IChF PAN naukowcy dokonali przypadkowego, lecz bardzo ciekawego odkrycia: podczas zwiększania ciśnienia jeden z badanych materiałów nagle znacząco się wydłużył. „Zwykle wzrost rozmiarów, obserwowany w materiałach o ujemnej ściśliwości poddawanych dużemu ciśnieniu hydrostatycznemu, jest niewielki. Mówimy tu o wartościach rzędu pojedynczego procenta lub nawet mniejszych. My znaleźliśmy materiał o bardzo dużej ujemnej ściśliwości, w jednym z kierunków dochodzącej do 10 proc. Co ciekawe, do wydłużenia dochodziło skokowo, przy ciśnieniu ok. 30 tys. atmosfer” - mówi dr Taras Palasyuk z IChF PAN.

 

Dr Palasyuk w Instytucie Chemii Fizycznej PAN zajmuje się badaniami materiałów poddawanych ciśnieniom hydrostatycznym o wartościach od jednej do kilku milionów atmosfer. W tym przypadku przedrostek hydro- oznacza, że ciśnienie działa na materiał ze wszystkich stron. Tak duże ciśnienia wytwarza się w laboratoriach między kowadełkami diamentowymi, między którymi umieszcza się próbkę o rozmiarach rzędu mikrometrów. Próbka znajduje się w uszczelce gwarantującej, że wytworzone ciśnienie będzie oddziaływało na badany materiał jednorodnie z każdego kierunku. Aby doprowadzić do wzrostu ciśnienia, kowadełka ściska się za pomocą odpowiedniej śruby. W charakterze miernika ciśnienia jest używany kryształek rubinu, umieszczony obok próbki. Zmienia on swój sposób świecenia w zależności od wartości działającego nań ciśnienia.

 

Objętość próbek materiałowych wystawionych na działanie rosnącego ciśnienia maleje, co wiąże się z redukcją zazwyczaj wszystkich rozmiarów przestrzennych. Znane są jednak nietypowe materiały krystaliczne, których objętość podczas ściskania co prawda się zmniejsza – bo zgodnie z termodynamiką musi – ale jednocześnie w jednym lub dwóch kierunkach kryształ się wydłuża. Mechanizm odpowiedzialny za takie wydłużanie miał zawsze podłoże geometryczne: pod wpływem ciśnienia poszczególne elementy struktury krystalicznej po prostu przesuwały względem siebie w różnym stopniu w różnych kierunkach.

 

„W naszym laboratorium za pomocą światła laserowego analizujemy, jak zmieniają się sposoby drgań cząsteczek w krysztale wraz ze wzrostem ciśnienia i na tej podstawie wyciągamy wnioski o strukturze materiału. Szybko odkryliśmy, że w badanym przez nas krysztale – był nim amidoboran sodu – wydłużenia nie da się wytłumaczyć samą zmianą geometrii” - mówi główna autorka publikacji w czasopiśmie „Scientific Reports” - doktorantka Ewelina Magos-Palasyuk.

 

„Amidoboran sodu jest więc pierwszym znanym nam materiałem, w którym ujemna ściśliwość ma charakter przede wszystkim chemiczny” - mówi dr Taras Palasyuk, podkreślając, że w przeciwieństwie do innych materiałów, które pod wpływem dużego ciśnienia zazwyczaj zmieniały symetrie struktury krystalicznej, w amidoboranie sodu nie dochodzi do żadnych drastycznych zmian.

 

„Nasze wstępne wyniki, otrzymane za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej w ośrodku badań synchrotronowych National Synchrotron Radiation Research Center na Tajwanie, także potwierdzają, że materiał zachowuje swoją pierwotną symetrię. To właśnie dlatego, że nie musi się przebudowywać, do zwiększenia rozmiarów liniowych kryształu dochodzi tu w tak gwałtowny sposób” - mówi dr Palasyuk.

 

Jak informują specjaliści z IChF PAN, odkrycie dotychczas nieznanego mechanizmu odpowiedzialnego za ujemną ściśliwość otwiera ciekawe kierunki poszukiwań nowych materiałów o podobnie egzotycznych właściwościach fizycznych. O pierwszych zastosowaniach można jednak myśleć już teraz. Znaczny, skokowy i odwracalny wzrost długości kryształów amidoboranu sodu przy ściśle określonej wartości ciśnienia czyni ten materiał interesującym kandydatem np. na elementy detektorów wykrywających ustaloną wartość graniczną ciśnienia, wynoszącą ok. 30 tys. atmosfer. Innym potencjalnym zastosowaniem amidoboranu sodu mogłyby być aktywne kamizelki kuloodporne, pod wpływem gwałtownego wzrostu ciśnienia wywołanego uderzeniem pocisku zachowujące się nieco podobnie jak poduszki powietrzne w samochodzie.

 

Amidoboran sodu użyty do prac w IChF PAN był wytwarzany na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Badania sfinansowano z grantów HARMONIA i PRELUDIUM Narodowego Centrum Nauki.


Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl


Tagi: material, ichf, pan, kamizelka kuloodprona
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Informacje dnia: Globalne zagrożenie związane z Omikronem bardzo wysokie Na prehistorycznej Ziemi lało jak z cebra Aktywność wpływa na zdrowie psychiczne w czasie pandemii Picie kawy może obniżyć ryzyko choroby Alzheimera BioNTech rozpoczyna badania nad szczepionką na wariant wirusa Omikron 300 mln zł na technologię RNA w Polsce Globalne zagrożenie związane z Omikronem bardzo wysokie Na prehistorycznej Ziemi lało jak z cebra Aktywność wpływa na zdrowie psychiczne w czasie pandemii Picie kawy może obniżyć ryzyko choroby Alzheimera BioNTech rozpoczyna badania nad szczepionką na wariant wirusa Omikron 300 mln zł na technologię RNA w Polsce Globalne zagrożenie związane z Omikronem bardzo wysokie Na prehistorycznej Ziemi lało jak z cebra Aktywność wpływa na zdrowie psychiczne w czasie pandemii Picie kawy może obniżyć ryzyko choroby Alzheimera BioNTech rozpoczyna badania nad szczepionką na wariant wirusa Omikron 300 mln zł na technologię RNA w Polsce

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Bioszkolenia Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje