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黄金物体表面能在室温下熔化吗?瑞典查尔姆斯理工大学物理系Ludvig de Knoop和芬兰于韦斯屈莱大学理论家Mikael Juhani Kuisma合作研究给出了肯定答案。他们将一小块黄金放置在电子显微镜下观察,在最大放大倍数下,逐步增加电场至最高等级,当研究人员通过显微镜记录的原子结构时,看到了令人兴奋的结果——黄金表层竟然在室温下熔化了。
“这项发现让我震惊了,它是一个非同寻常的现象,为我们提供了有关黄金的最新基本知识。”Ludvig de Knoop说,原本他就是想观察在特定条件下黄金原子是如何变化的,却不承想观察到上述结果。
结果显示,黄金原子被激活了,在电场作用下,它们突然失去了有序结构,释放了几乎所有的相互连接。在进一步的实验中,研究人员发现固体和熔融结构之间转换也是可能发生的。
这项关于黄金原子如何改变原子结构的最新发现不仅令人关注,而且在科学领域具有开创性。最新研究结果发表在《物理评论材料》杂志上。
通过理论计算,研究人员解释黄金可以在室温下熔化,很可能这种表面熔化现象可作为一种所谓的低维相变。在这种情况下,这一发现与拓扑学研究领域有关,2016年,拓扑学领域领军人物David Thouless 、Duncan Haldane 和Michael Kosterlitz获得了诺贝尔物理学奖,他们使用先进的数学方法来解释异乎寻常的物质状态,比如超导体、超流体或者薄层磁性物质中的奇特属性。目前Mikael Juhani Kuisma带领研究人员正在研究这种可能性。
在任何情况下,以这种方式熔化黄金表层的能力,有助于未来实现各种新的实际应用。查尔姆斯理工大学物理系Eva Olsson教授说:“由于我们可以控制和改变表面原子层的属性,这将为不同类型的应用开启了大门。比如,这项技术可应用于不同类型的传感器、催化剂和晶体管,也有可能出现在新概念非接触式元件。”
相关论文信息:DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.2.085006
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