على غرار الاهتمام الكبير بـ “الجرافيت” و “الماس” ، هناك اهتمام متزايد بالمراحل غير المستقرة. هذا له خصائص فيزيائية مختلفة مقارنة بتلك الخاصة بالمراحل المستقرة.
ومع ذلك ، فإن عمليات إنشاء مواد الطور غير المستقر مقيدة للغاية. تم الإبلاغ عن نتائج جديدة فيما يتعلق بنمو تقنية تخليق المرحلة المستقرة الجديدة. هذا يمكن أن يعزز إلى حد كبير الخصائص الفيزيائية للعديد من المواد.
أعلنت مجموعة بحثية برئاسة الدكتور دونغ وون تشون في قسم أبحاث الطاقة النظيفة ، المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (KIST ؛ الرئيس: يون ، سيوك جين) ، أنهم نجحوا في تطوير هيدريد البلاديوم عالي الاستقرار في الطور النقيلي. (PdHx) المواد.
علاوة على ذلك ، حدد الباحثون آلية نموها وأبلغوا عنها في العدد الأخير من طبيعة سجية (IF 49.962). من المعروف أن هذه واحدة من أكثر المجلات قيادة في العالم في مجال العلوم والتكنولوجيا.
تتكون مادة الطور غير المستقر من طاقة حرارية ديناميكية عالية مقارنة بتلك الموجودة في المرحلة المستقرة ولكنها تحتاج إلى طاقة كبيرة للحصول على المرحلة المستقرة. هذا يختلف عن غالبية المواد الأخرى. هذا موجود في المرحلة المستقرة إلى جانب الطاقة الديناميكية الحرارية المنخفضة.
قامت مجموعة البحث بتوليف مباشر لهيدريد معدني عن طريق تنمية مادة لديها القدرة على تخزين الهيدروجين تحت جو هيدروجين مناسب. يمكن القيام بذلك دون نثر الهيدروجين داخل المعدن.
بشكل ملحوظ ، مع الهيكل البلوري الجديد ، نجح الباحثون في تطوير هيدريد معدني في الطور الثابت. علاوة على ذلك ، تحققوا من أن مادة الطور غير المستقر المطورة حديثًا تمتلك ضعف سعة تخزين الهيدروجين والاستقرار الحراري الجيد لمادة المرحلة المستقرة.
لتوضيح الأساس النظري والدليل العلمي لهذه النتائج ، استخدم الباحثون التصوير المقطعي الإلكتروني الذري. يعيد هذا بناء الصور ثلاثية الأبعاد التي تم الحصول عليها من صور المجهر الإلكتروني ثنائية الأبعاد لبلورات بحجم نانومتر في هيدرات معدنية ، والتي يمكن استخدامها لمزيد من التحليل.
وبالتالي ، أوضح الباحثون أن المرحلة غير المستقرة كانت مستقرة ديناميكيًا حراريًا وحددوا البنية ثلاثية الأبعاد لبلورات الطور غير المستقر. كما أنه يشير إلى آلية نمو جديدة للجسيمات النانوية تُعرف باسم “التبلور متعدد المراحل”.
هذه الدراسة لها أهمية لأنها تكشف عن نموذج جديد في تطوير المواد على أساس الطور غير المستقر بينما تركز غالبية البحث على تطوير مواد المرحلة المستقرة.
توفر نتائج الدراسة هذه عملية مهمة للحصول على تكنولوجيا المصدر في تطوير مواد سبائك متقدمة تحتوي على ذرات خفيفة الوزن. من المتوقع أن تكشف دراسة إضافية عن نموذج جديد في تطوير مواد الطاقة الصديقة للبيئة المستندة إلى الطور المستقر والتي يمكن أن تخزن الهيدروجين والليثيوم.
د. دونج وون تشون ، قسم أبحاث الطاقة النظيفة ، المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا
“على غرار طريقة Czochralski (CZ) ، التي تُستخدم لإنتاج السيليكون أحادي البلورة ، وهو مادة أساسية في صناعة أشباه الموصلات اليوم ، ستكون تقنية مصدر ذات إمكانات كبيرة ستساهم في تطوير المواد المتقدمة“، يختتم الدكتور تشون.
مرجع المجلة:
هونغ ، ج. وآخرون. (2022) هيدريد البلاديوم سداسي الشكل ومعبأ في خلية سائلة TEM. طبيعة سجية. doi.org/10.1038/s41586-021-04391-5
المصدر: https://www.nst.re.kr/nst_en/