Gli scienziati hanno scoperto un materiale che può essere un isolante e un conduttore a seconda della pressione
Un gruppo di ricerca congiunto dell'Università di Rochester e dell'Università del Nevada ha scoperto un composto unico che porta stesso, a seconda della pressione applicata, è piuttosto fuori standard e può fungere da materiale isolante e nel ruolo di conduttore. Oggi voglio parlarvi di questa scoperta.
Conduttore e isolante, qual è la differenza
La capacità di qualsiasi materiale di far passare una corrente elettrica attraverso se stesso è dovuta al movimento degli elettroni liberi. È per questo motivo che tutti i metalli sono ottimi conduttori.
Negli isolanti, gli elettroni sono, per così dire, "incollati" nelle loro orbite e per spostarli dalla loro luogo, è richiesta una tensione significativamente più alta di quella normalmente in grado di fornire l'applicato voltaggio. Ma gli scienziati sono stati in grado di scoprire il materiale disolfuro di manganese, che si comporta sia come isolante che come conduttore, a seconda di quanta pressione gli viene applicata.
Nuovo materiale e le sue proprietà insolite
Questa scoperta è stata fatta da A. Salamat e i suoi colleghi mentre studiavano le proprietà conduttive dei solfuri metallici. Quindi, quando il disolfuro di manganese è in condizioni normali, si manifesta come un moderato isolante.
Solo dopo che gli ingegneri hanno posizionato il materiale sull'"incudine" di diamante e hanno creato una pressione tremenda, osservando poi l'esperimento con sorpresa ha scoperto che il materiale in esame è entrato in uno stato metallico e quindi ha perso quasi immediatamente il suo aumento elettrico resistenza.
Pertanto, con un aumento della pressione a 12 gigapascal (circa 12.000 atmosfere), la resistenza del materiale è diminuita centinaia di milioni di volte.
Ma la cosa più sorprendente è successa dopo. Quando gli ingegneri hanno continuato ad aumentare la pressione a 36 gigapascal, si è verificata la transizione inversa e il disolfuro di manganese (MnS2) è diventato di nuovo un isolante.
Come R. Diaz, nella stragrande maggioranza dei casi, i metalli rimangono metalli e non vengono convertiti in isolanti, e il fatto che MnS2 sia in grado di passare da isolante a metallo e viceversa è un caso unico.
Gli scienziati hanno dimostrato il principio per cui un'enorme pressione provoca la "commutazione" del disolfuro di manganese in uno stato conduttivo e viceversa.
Quindi quando viene applicata la pressione, gli atomi si avvicinano l'uno all'altro, ed è per questo motivo che i loro elettroni esterni sono in grado di interagire.
Nel corso di questo evento, si forma uno spazio nel reticolo cristallino, attraverso il quale le cariche possono muoversi. Ma quando la pressione aumenta ancora di più, il reticolo diventa ancora più "spesso" e gli elettroni sono di nuovo incapaci di muoversi.
Gli scienziati sottolineano anche che il disolfuro di manganese cambia il suo stato a temperatura ambiente ea una pressione relativamente bassa. Quindi di solito per tale transizione è necessario applicare condizioni criogeniche e una pressione di un ordine di grandezza superiore.
Quindi, avendo formato una pressione di circa 500 gigapascal, è possibile creare idrogeno metallico, che può essere contenuto in grandi quantità nelle viscere dei pianeti giganti.
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