1.11.2015
Niezwykły materiał, który rozszerza się pod wpływem zimna Nowe technologie w INTERIA.PL
http://nt.interia.pl/technauka/newsniezwyklymaterialktoryrozszerzasiepodwplywemzimna/podgladwydruku,parametr,embed_tyt_zdj_lead,nId,1903…
1/2
Niezwykły materiał, który rozszerza się pod
wpływem zimna
Większość materiałów rozszerza się pod wpływem
ciepła
i kurczy w niskich temperaturach. Fizyk z
University of Connecticut Jason Hancock prowadzi badania nad substancją, która zachowuje się
odwrotnie.
Naukowcy wciąż nie rozumieją w pełni, dlaczego materiały kurczą się pod wpływem zimna
i rozszerzają w wysokich temperaturach. Badania przeprowadzone przez zespół fizyków z University
of Connecticut nad trifluorkiem skandu mogą pomóc rozwikłać tę zagadkę. Mogą również
przyczynić
się do powstania nowych, ultrawytrzymałych materiałów.
Klasyczny sposób myślenia o ciałach stałych zakłada, że są one zbudowane z atomów połączonych
wiązaniami chemicznymi w sieć krystaliczną. Wiązania kurczą się i rozciągają pod wpływem ciepła.
Ale ponieważ siły między wszystkimi wiązaniami są rozłożone równomiernie, nie powinno się
obserwować zmian w objętości materiału.
W wielu sytuacjach, taki model się sprawdza. Wyjaśnia rozpraszanie neutronów i promieniowania
rentgenowskiego oraz wiele innych efektów optycznych, prędkość fal dźwiękowych, elastyczność
i przewodnictwo cieplne, a nawet temperaturę graniczną w niektórych temperaturach powiedział
Hancock.
Ale model ten nie wyjaśnia, dlaczego materiały zmieniają objętość pod wpływem temperatury.
Zespół Hancocka postanowił przyjrzeć się trifluorkowi skandu, gdyż jego nietypowe
właściwości
mogą wyjaśnić zagadkę rozszerzalności cieplnej bardziej typowych materiałów. Trifluorek skandu nie
tylko znacznie kurczy się, gdy jest podgrzewany do temperatury 827 C, ale zachowuje stabilną
strukturę krystaliczną od zera absolutnego do 1527 C, czyli jego punktu topnienia. Niewiele znanych
materiałów zachowuje się w ten sposób.
Fizycy poddali kryształ trifluorku skandu badaniom z użyciem promieniowania rentgenowskiego.
Okazało się, że cząsteczki trifluorku skandu obracają się w miejscu, nawet w temperaturach bliskich
Naukowcy badają materiały, które zachowują się nietypowo w niskich temperaturach
o
o
1.11.2015
Niezwykły materiał, który rozszerza się pod wpływem zimna Nowe technologie w INTERIA.PL
http://nt.interia.pl/technauka/newsniezwyklymaterialktoryrozszerzasiepodwplywemzimna/podgladwydruku,parametr,embed_tyt_zdj_lead,nId,1903…
2/2
Polecane:
:
zera absolutnego. Struktura ta jest dużo bardziej miękka niż innych substancji w okolicach
temperatury zera absolutnego. Sprawia to, że materiał jest na granicy zmiany faz, ale do tego nigdy nie
dojdzie. Jest to zjawisko tzw. kwantowego przejścia fazowego, które fizycy badają od dawna.
Wskazówki uzyskane podczas eksperymentów sugerują, że może istnieć związek między siłami
kwantowymi a kurczeniem się materiału podczas jego ogrzewania. Będą
prowadzone
kolejne
badania nad trifluorkiem skandu, który może być jednym z najważniejszych materiałów przyszłości.
Korzystanie z portalu oznacza akceptację
. Copyright by
prawa zastrzeżone.