Souhrn
Vědci z University of Sydney poprvé zmapovali růst platinových krystalů uvnitř kapalného kovu – konkrétně slitiny platiny a galia – pomocí rentgenové počítačové tomografie (X-ray computed tomography). Tato metoda, běžně používaná v medicíně, umožnila vytvořit trojrozměrné modely krystalů během jejich vzniku, což dříve nebylo možné kvůli neprůhlednosti kapalného kovu.
Klíčové body
- Výzkumníci využili rentgenovou tomografii k pozorování krystalizace uvnitř kapalného galia.
- Galium je kov, který je při pokojové teplotě pevný, ale při mírném zahřátí se stává kapalným.
- Vzniklé platinové krystaly mají potenciál v technologiích výroby vodíku a kvantových počítačích.
- Tým vedený profesorem Kouroshem Kalantar-Zadehem vyvinul novou metodu vizualizace procesů uvnitř hustých kovů.
- Krystaly vykazují neobvyklé tvary – tyčinkové i „námrazové“ struktury.
Podrobnosti
Kapalné kovy, jako je galium, jsou pro výzkum materiálů zajímavé díky své schopnosti rozpouštět jiné kovy a umožňovat růst nových krystalických struktur při chladnutí. Problém však spočíval v tom, že galium je neprůhledné pro běžné optické metody, jako je světelná nebo elektronová mikroskopie. Tým z University of Sydney proto využil rentgenovou počítačovou tomografii – techniku, která je standardně používána v lékařství pro zobrazování vnitřních struktur těla. Díky ní se podařilo v reálném čase sledovat, jak se platinové krystaly formují uvnitř ochlazujících kapek slitiny platiny a galia. Výsledkem jsou detailní 3D modely, které odhalují nejen tvar, ale i růstové mechanismy krystalů. Tyto krystaly mají vysoký povrchový poměr a mohou sloužit jako efektivní elektrody pro elektrolýzu vody – proces, který je klíčový pro čistou výrobu vodíku. Navíc se zkoumá jejich využití v kvantových technologiích, kde hrají roli specifické elektronické vlastnosti povrchu krystalů.
Proč je to důležité
Tento výzkum otevírá nové možnosti pro návrh a výrobu pokročilých materiálů v prostředí, kde je přímé pozorování nemožné. Metoda rentgenové tomografie může být aplikována i na jiné kapalné kovy nebo slitiny, což by mohlo urychlit vývoj nových katalyzátorů, senzorů nebo komponent pro kvantové počítače. I když se nejedná o bezprostřední průlom s komerční aplikací, poskytuje zásadní poznatky pro materiálový výzkum a inženýrství, zejména v oblastech udržitelné energetiky a kvantových technologií.
Zdroj: 📰 Space Daily
| 