ارسال دیدگاه
امروز: یکشنبه , ۱۶ شهریور , ۱۴۰۴
X
دانشمندان با کشف ماده‌ای جدید به نام SFCO، گامی مهم در توسعه مواد هوشمند برداشته‌اند. ترکیبی فلزی که توانایی جذب و آزادسازی اکسیژن را داشته و می‌تواند ویژگی‌های فیزیکی خود را بدون آسیب تغییر دهد. این کشف نویدبخش تحولاتی در حوزه الکترونیک، انرژی پاک و مهندسی پیشرفته است.
دانشمندان موفق به کشف اکسید فلزی جدیدی با نام SrFe₀.₅Co₀.₅O₂.₅ (که به‌اختصار SFCO نامیده می‌شود) شده‌اند که توانایی «تنفس» دارد. یعنی می‌تواند در دماهای نسبتاً پایین، اتم‌های اکسیژن را جذب و آزاد کند بدون آن‌که ساختار آن دچار شکست شود. اهمیت این کشف در آن است که این مواد، که به‌عنوان اکسیدهای فلزات واسطه شناخته می‌شوند، قابلیت «برنامه‌ریزی مجدد» با استفاده از اتم‌های اکسیژن را دارند. با افزودن یا حذف این اتم‌ها، ویژگی‌هایی مانند رسانایی الکتریکی و خاصیت مغناطیسی ماده قابل تغییر است.
این اثبات مفهومی، امکان کنترل دقیق‌تری بر رفتار موادی که در صنایع الکترونیک، انرژی پاک و ساخت‌وساز کاربرد دارند را از طریق اکسیژن موجود در گازهای محیطی فراهم می‌کند. ترکیب SFCO از عناصر استرانسیوم، آهن و کُبالت تشکیل شده، اما تنها اتم‌های کبالت در فرآیند «تنفس» دچار تغییر شدند. این موضوع نشان‌دهنده ظرفیت تنظیم دقیق‌تر مواد در آینده است.
هونگ‌جین جین (Hyoungjeen Jeen)، فیزیک‌دان دانشگاه ملی پوسان در کره جنوبی، در این باره توضیح می‌دهد که در این یافته تنها یون‌های کبالت کاهش می‌یابند و این فرآیند منجر به تشکیل ساختار بلوری کاملاً جدید اما پایدار می‌شود. با حذف اکسیژن از لایه‌های نازک این ماده، شفافیت آن افزایش یافته و خاصیت عایق بودن آن بیشتر می‌شود (یعنی مقاومت الکتریکی بالا رفت). همچنین ساختار بلوری کمی بزرگ‌تر شد.
یکی دیگر از کشفیات مهم این پژوهش، قابلیت برگشت‌پذیری فرآیند بود. این کشف نشان داد نه‌تنها اکسیژن قابل حذف است، بلکه با بازگشت اکسیژن، SFCO به حالت اولیه خود بازمی‌گردد. این ویژگی برای مهندسیِ مواد بسیار ارزشمند است. اگرچه پژوهشگران انتظار داشتند SFCO تغییراتی در حالت ماده ایجاد کند، اما بازآراییِ کامل ساختار بلوری در اثر افزودن یا حذف اکسیژن، فراتر از پیش‌بینی‌های آن‌ها بود.
جین در ادامه صحبت‌هایش اظهار کرد، این مثل آن است که به کریستال ریه داده شود و بتواند به‌صورت فرمان‌پذیر اکسیژن را استنشاق و بازدم کند. یکی از کاربردهای بالقوه این ماده در سلول‌های سوختی اکسید جامد است که از هیدروژن برای تولید برق استفاده می‌کنند. این سلول‌ها به فرآیندی مشابه آنچه در SFCO دیده شده وابسته‌اند، یعنی جذب و آزادسازی اکسیژن به‌صورتی پایدار، قابل برگشت و عملی.
در مورد عملی بودن این فناوری، اگرچه پژوهشگران تأکید دارند که آزمایش‌ها در شرایط نسبتاً معمولی انجام شده، اما همچنان این فرآیند در محیط‌های آزمایشگاهی خاص و بدون تداخل خارجی صورت گرفته است. این موضوع می‌تواند در مطالعات آینده بهبود یابد، اما همین یافته گامی مهم برای دانشمندانی است که به‌دنبال مواد قابل برنامه‌ریزی هستند. موادی که بتوانند بدون آسیب، بین حالات مختلف تغییر کنند. انتظار می‌رود در آینده، دستاوردهای بیشتری بر پایه این پژوهش حاصل شود.
هیروماچی اوتا (Hiromichi Ohta)، شیمی‌دان دانشگاه هوکایدو در ژاپن شرح داد، این یک گام بزرگ به‌سوی تحقق مواد هوشمندی است که بتوانند در لحظه خود را تنظیم کنند.
دانلود آهنگ
طراحی و اجرا :
وین تم
هر گونه کپی برداری از طرح قالب یا مطالب پیگرد قانونی خواهد داشت ، کلیه حقوق این وب سایت متعلق به وب سایت تک فان است
دیدگاهتان را بنویسید