Kész a hab, ami az acélnál is erősebb
Amerikai kutatók olyan új anyagot fejlesztettek ki, ami rendkívül magas hőmérsékleten is ellenálló marad a nagy terheléssel szemben. Autókba is kerülhet belőle.
Jelentős előrelépést sikerült elérni az anyagtudomány területén: a Pennsylvaniai Állami Egyetem kutatóinak a világon először sikerült stabil, kiszámítható tulajdonságokkal rendelkező nióbium-szulfid nanocsöveket létrehozniuk. A nemzetközi tudósokból álló csapatnak mindezt ráadásul egy meglepő anyag, a közönséges só felhasználásával sikerült elérniük. A fejlesztés utat nyithat a gyorsabb elektronikai eszközök, a hatékony szupravezetők és a jövő kvantumtechnológiái előtt is.
A nanocsövek olyan ultrakicsi hengeres szerkezetek, amelyekből több ezer darab tenné csak ki egy emberi hajszál vastagságát. Speciális tulajdonságai közé tartozik, hogy erősebbek lehetnek az acélnál, könnyebbek a műanyagnál, hatékonyan vezetik a hőt, és minimális ellenállással szállítják az elektromos áramot – bizonyos esetekben pedig még figyelemre méltó kvantumhatásokat is mutatnak. Ezek teszik a nanocsöveket rendkívül ígéretessé a következő generációs technológiák számára az elektronikában, az energetikában és a kvantumkutatásban – írja az Interesting Engineering.
Az egyetem kutatói szerint a nanocsövek tulajdonságait pontosan össze lehet hangolni, ha megfelelő atomokat választanak ki a létrehozásukhoz. Ez a fajta tulajdonság keltette fel a tudósok érdeklődését a nióbium-diszulfid nanocsövek iránt.
A tudósok eddig leginkább szénből és bór-nitridből tudtak ilyen szerkezeteket készíteni, a stabil fémes nanocsövek létrehozása azonban megoldatlan kihívás maradt a fémek atomi szintű komplex viselkedése miatt. A kutatók azonban sikeresen alakították át a nióbium-diszulfidot – egy olyan fémet, amely tömör formájában szupravezető képességéről ismert – a méter milliárdod részével megegyező szélességű csövekké. A szén- és bór-nitrid nanocsövekből készült sablon segítségével sikeresen hozták létre a hengerszerű anyagot – mindez komoly áttörést jelent, mivel az ilyen fémes anyagok jellemzően inkább lapos lemezeket alkotnak. Az erről szóló tanulmány az ACS Nano tudományos lapban jelent meg.
Az áttörést akkor sikerült elérni, amikor a kutatók a folyamat egy kritikus szakaszában egy kis mennyiségű közönséges sót juttattak a szerkezetbe. Ez arra késztette a fémet, hogy a sablon köré tekeredjen, ahelyett, hogy szétterülne, lehetővé téve a stabil nanocsőhéjak kialakulását.
Váratlan módon a kapott nanocsövek túlnyomórészt kétrétegű szerkezetekként alakultak ki, amik úgy néztek ki, mintha egymásba ágyazott hengerpárok lennének. Ez a konfiguráció energetikai szempontból kedvezőnek tűnt: az elektronok a rétegek között mozogtak, a szerkezetet pedig egy atomi méretű kondenzátorhoz hasonlóan stabilizálták. A számítógépes modellezés alátámasztotta ezt a mechanizmust, feltárva, hogy a rétegek közötti kölcsönhatás kulcsfontosságú a nanocsövek integritásának megőrzésében.
A kutatók most azon dolgoznak, hogy a jövőben valós felhasználási módot találjanak az újfajta anyagnak. Az ezzel kapcsolatos területek már megvannak, így kérdés, hogy mikor léphet a segítségével előre például a kvantumtechnológia.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
A kiemelt kép illusztráció.
