Ακτίνες λέιζερ μετατρέπουν τσιμέντο σε υγρό μέταλλο

Σαν μία εκδοχή σύγχρονων αλχημιστών οι επιστήμονες του Εθνικού Εργαστηρίου Αργκόν στο Ιλινόις των Ηνωμένων Πολιτειών και του Ερευνητικού Ινστιτούτου Ακτινοβολίας Σύνκοτρον της Ιαπωνίας ανέπτυξαν μια μέθοδο για τη μετατροπή του τσιμέντου σε ένα υγρό μεταλλικό ημιαγωγό.

Η διαδικασία που ακολούθησαν ήταν αρκετά εντυπωσιακή και ανορθόδοξη, καθώς συνδυάζει έναν ειδικό εξοπλισμό σαν αεροδυναμικό ανυψωτή και μία ακτίνα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα. Ο ανυψωτής χρησιμοποιεί πίεση αερίου για να κρατάει το υλικό από το να έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια του δοχείου που το περιέχει. Η ακτίνα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα στη συνέχεια θερμαίνει το υλικό σε θερμοκρασία 2000 βαθμών Κελσίου.

Το εν λόγω υλικό ονομάζεται μαγενίτης, ένα κυβικά συμμετρικό δυαδικό οξείδιο αργιλίου και ασβεστίου που αποτελεί μέρος του τσιμέντου «alumina». Το υλικό τοποθετήθηκε στον αεροδυναμικό ανυψωτή και θερμάνθηκε μέχρι να λιώσει. Κατόπιν αφέθηκε να κρυώσει σε μία υαλώδη κατάσταση.

Η μέθοδος αυτή  ονομάζεται «παγίδευση ηλεκτρονίων» και οδήγησε σε ένα υλικό που παγιδεύει ηλεκτρόνια και επιτρέπει την αγωγιμότητα, μετατρέποντας με επιτυχία το τσιμέντο σε έναν ημιαγωγό που συμπεριφέρεται σαν μέταλλο.

Για να καταγράψουν τις λεπτομέρειες της διαδικασίας αυτής, οι επιστήμονες συνδύασαν πολλές πειραματικές τεχνικές και ανέλυσαν τα δεδομένα χρησιμοποιώντας έναν υπερυπολογιστή. Στη συνέχεια επιβεβαίωσαν τα ευρήματα χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνικές ακτίνων-Χ.

«Αυτό το νέο υλικό έχει πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των ιδιαίτερα λεπτών αντιστάσεων που χρησιμοποιούνται σε οθόνες υγρών κρυστάλλων, ουσιαστικά σαν την επίπεδη οθόνη υπολογιστή από την οποία πιθανώς διαβάζετε αυτή τη στιγμή», δήλωσε ο φυσικός Κρις Μπένμορ του Εργαστηρίου Αργκόν την περασμένη Δευτέρα.

Το υλικό μπορεί να βρει εφαρμογές μεταξύ άλλων σε υπολογιστές, τηλεόρασεις και smartphones, ενώ η ίδια τεχνική ανύψωσης και θέρμανσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή και άλλων υλικών σε ημιαγωγούς, σύμφωνα με την επιστημονική ομάδα.

Ένα άλλο πλεονέκτημα του υλικού είναι ότι είναι πολύ πιο ανθεκτικό στη διάβρωση από ότι τα παραδοσιακά μέταλλα και σαφώς λιγότερο εύθραυστο από το συνηθισμένο γυαλί.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Proceeding of the National Academy of Sciences.

Πηγές: naftemporiki, econews