سیمان رسانای برق می‌شود

"کریس بنمور" فیزیکدان بخش انرژی آزمایشگاه ملی آرگون آمریکا که با گروهی از دانشمندان ژاپنی، فنلاندی و آلمانی بر روی این تغییر شکل سحرآسای سیمان به فلز، کار کرده است، می‌گوید: "این ماده جدید کاربردهای بسیار زیادی دارد از جمله می‌توان از آن به عنوان مقاومت‌های نوار نازک نمایشگرهای کریستال مایع و نمایشگرهای رایانه‌ای صفحه مسطح استفاده کرد."

این تغییر نشان‌دهنده یک شیوه منحصر به فرد برای ساخت مواد فلزی – شیشه‌ای است که ویژگی‌های مطلوبی از جمله مقاومت بهتر در مقابل خوردگی نسبت به فلزهای معمولی، شکنندگی کمتر نسبت به شیشه‌های رایج، رسانایی، هدر رفت انرژی کمتر در میدان‌های مغناطیسی، سیالیت بهتر برای تسهیل پردازش و قالب‌ریزی دارد.

پیش از این فقط فلزات می‌توانستند به شکل فلزی-شیشه‌ای تبدیل شوند.

سیمان با استفاده از فرایندی موسوم به گیراندازی الکترون، پدیده‌ای که فقط در محلول‌های آمونیاکی مشاهده شده بود، به این توانایی دست یافته است. محققان برای این کار "ماینایت" – مولفه‌ای از سیمان آلومینومی ساخته شده از کلسیم و اکسید آلومینیوم – را بررسی کردند. آن‌ها این ماده را در دمای دو هزار درجه سلسیوسی ذوب کردند.

این ماده در اتمسفرهای مختلف پردازش شد تا دانشمندان چگونگی شکل‌گیری پیوندهای اکسیژنی شیشه را کنترل کنند.

پژوهشگران از شیوه‌های تعلیق ایرودینامیکی استفاده کردند تا مایع داغ به سطح ظرف نچسبیده و کریستال شکل ندهد.

این اقدام موجب شد تا مایع در وضعیت شیشه‌ای سرد شود و بتواند الکترون‌ها را به شیوه‌ای که برای هدایت الکترونیکی لازم است گیر بیاندازد.

دانش‌پژوهان دریافتند این هدایت و رسانایی زمانی ایجاد می‌شود که الکترون‌های آزاد در ساختار قفس مانندی که شیشه را شکل می‌دهد، گیر می‌افتند. این گیر افتادن الکترون‌ها، سازوکاری را برای هدایت الکتریسته ایجاد می‌کند که مشابه سازوکار مورد استفاده در فلزات است.

دانشمندان برای نشان دادن جزئیات این فرایند از ابررایانه برای ترکیب چندین شیوه تجربی و تحلیل‌های مختلف استفاده کردند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Proceeding of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

آشنایی با مصالح ساختمانی

منبع: خبرگزاری مهر