چگونه طلا را در دمای اتاق ذوب کنیم؟ (+عکس)

موبنا – ذوب کردن طلا در شرایط معمول نیاز به حرارت 1064 درجه سانتیگراد دارد و با این وجود بر اساس قوانین فیزیکی رسیدن به این دما و ذوب کردن فلز طلا برای شکل دادن به آن کار آسانی نیست. گروهی از محققان هم اکنون به این نتیجه رسیده‌اند که با استفاده از روش جدید می‌توانند طلا را در دمای اتاق ذوب کنند و این اتفاق می‌تواند از طریق میدان الیکتریکی و یک میکروسکوپ الکترونیکی محقق شود.

اگرچه همه شما با با پدیده ذوب آشنا هستید، با این وجود بیشتر ما به فرآیند فیزیکی که پشت این اتفاق صورت می‌گیرد فکر نکرده‌ایم. به صورت ویژه، زمانی که یک شیئ در حال ذوب شدن است پیوند میان ملکول‌های آن می‌شکند و سپس این ملکول‌ها شروع به حرکت می‌کنند تا به صورت آزادانه‌تر به هر سمت بروند به عنوان مثال، ملکول‌ها می‌توانند از ساختار منظم یک مکعب یخ خارج شوند تا یک میزان آب که به شکل خاص داخل ظرف قرار گرفته است را شکل دهند.

حرارت معمول‌ترین روش برای ذوب کردن اشیا مختلف است، ولی این تنها عاملی نیست که چنین نتیجه‌ای را در پی دارد و در این زمینه فشار هم می‌تواند نقش مهمی را ایفا کند. دانشمندان با انجام آزمایش‌های مختلف تحت فشار و حرارت نتایج متفاوتی را به دست آورده‌اند که جالب بوده است و به عنوان مثال موفق شده‌اند تحت شرایط فیزیکی خاص آب را در دمای بالاتر از جوش به نقطه انجماد برسانند.

در مطالعه جدیدی که صورت گرفته است محققان یک مسئله دیگر را مورد توجه قرار دادند: میدان الکتریکی. این گروه تحقیقاتی قطعه کوچکی از طلا را در یک میکروسکوپ الکترونی قرار داد و به کمک آن در بالاترین سطح بزرگنمایی پیوندهای ملکولی طلا را مشاهده کرد. سپس به آرامی قدرت میدان الکتریکی افزایش یافت تا محققان مشاهده کنند اتم‌های طلا در چنین شرایطی چکونه عکس العمل نشان می‌دهند.

محققان طی این بررسی متوجه شدند میدان الکتریکی باعث شده است اتم‌ها در سطوح بالایی طلا قرار بگیرند. این اتفاق به آنها امکان داد به صورت آزادانه‌تر حرکت کنند و فرآیند ذوب طلا در دمای محیط آسان‌تر شود. تغییرات صورت گرفته از این طریق در سطح طلا برگشت‌پذیر بود و دانشمندان متوجه شدند زمانی که میدان الکتریکی را غیرفعال می‌کنند، طلا دوباره تثبیت می‌شود و پیوند ملکولی بین اجزای آن ایجاد می‌شود.

«لودویک دینوپ» مدیر این تحقیقات توضیح داد:‌ «من از نتیجه‌ای که این بررسی‌ها نشان داد بسیار شگفت‌زده شدم. این یک پدیده فوق العاده است و دانش جدید بنیادین را در مورد فلز طلا در اختیار ما قرار می‌دهد».

البته گروه تحقیقاتی به طور دقیق متوجه نشده است که این روش به چه صورت باعث ذوب شدن طلا در دمای محیط می‌شود، با این وجود کارشناسان توضیح دادند که این اتفاق می‌تواند به دلیل پدیده‌ شناخته شده موسوم به انتقال فاز با بُعد کم صورت گرفته باشد. محققان هم اکنون در نظر دارد بررسی‌های خود را در آینده ادامه دهند و در نهایت روش‌های کاربردی جدید برای ذوب کردن طلا با دمای پایین را ارایه کنند.

«ایوا اولسون» از دیگر محققان حاضر در این پروژه که گزارش نهایی مربوط به آن را نوشت در این خصوص توضیح داد: «با توجه به اینکه ما می‌توانیم خواص لایه‌های سطح اتم را بررسی کنیم، این فرآیند درهای جدید را به روی ما می‌گشاید تا انواع مختلف ابزارهای کاربردی را از این طریق تولید کنیم. به عنوان مثال، این فناوری می‌تواند در انواع مختلف حسگرها، کاتالیزورها و ترانزیستورها مورد استفاده قرار گیرد. همچنین این احتمال وجود دارد که به کمک روش جدید بتوانیم مفاهیم جدید برای قطعات بدون الکترونیکی بدون ارتباط با یکدیگر را هم ارایه دهیم».

نتایج حاصل از این پروژه تحقیقاتی در آخرین شماره از نشریه بین‌المللی «مواد بازبینی فیزیکی» به چاپ رسید.