شبیه‌سازی ماده‌ای عجیب‌تر از گرافین
به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از Sciencealert، گرافین ورقه‌های تک اتمی پرچگالی از کربن است که ویژگی آن فقط انعطاف‌پذیری بالای آن نیست بلکه سخت‌تر از الماس است و محکم‌تر از فولاد و به تازگی به ابررسانایی در نوع خود تبدیل شده‌اند.
گرافین تنها ماده به دست آمده در مقیاس نانومواد نیست بلکه دانشمندان دانشگاه «رایس» نوعی ماده تک‌بعدی از زنجیره بور شبیه‌سازی کرده‌اند که ویژگی‌های عجیب‌تری نسبت به گرافین دارد. زنجیره تک‌بعدی بور هنوز تولید نشده است و محققان در حال حاضر صرفا یک شبیه‌سازی کامپیوتری دقیق از این ماده جدید انجام داده‌اند.
اما محققان، «باکی‌بال» قفس مانند را با ضخامت اتم و «فولرن» که از اشکال بور است و زنجیره‌هایی با ضخامت یک اتم کربن را که به آن «کربین» می‌گویند، تولید کرده‌اند.
شبیه‌سازی‌های صورت‌گرفته نشان می‌دهد که وقتی اشکال تک‌بعدی بور ساخته می‌شوند، ویزگی‌های قابل توجهی پیدا می‌کنند. به عنوان مثال، وقتی این ماده کشیده می‌شود، این زنجیره‌های فلزی، نیمه‌رساناهای ضد فرومغناطیس می‌شوند به این معنا که یک فلز غیرمغناطیسی می‌تواند برق را با مقاومت صفر هدایت کند و زمانی که این فلزات آزاد می‌شوند، به دو روبان با ضخامت دو اتم تبدیل می‌شوند.
محققان پیش‌بینی می‌کنند که این ماده نیز مانند نانومواد شناخته‌شده در علم با عملکرد بسیار بالا، دارای سختی مکانیکی نیز باشد. در واقع، این ماده مانند یک فنر کوچک تحت فشار عمل می‌کند. این کارکردها هنوز در مرحله تئوری هستند اما خیلی دور از واقعیت نیست.
محققان پیش از این هم رفتار غشاهای دوبعدی بور موسوم به «بروفن» را نیز پیش‌بینی و شبیه‌سازی کرده بودند که شبیه به گرافین و زنجیره‌های اتمی کربنی و «فولرن» بور بود. تمام این مواد در شرایط آزمایشگاهی تولید شده‌اند.
برخلاف گرافین که دوبعدی بودن آن به دلیل ورقه کامل کربنی با ضخامت یک اتم است، ساختار بور که محققان دانشگاه «رایس» آن را شبیه‌سازی کرده‌اند، تنها یک بعد دارد زیرا یا از یک زنجیره اتم‌های واحد یا روبانی از دو اتمی‌ها تشکیل شده است. به جای داشتن دو ساختار جداگانه، فازهای بور تک‌بعدی این روبان و زنجیر به خوبی تعریف شده‌اند.
این بدان معناست که وقتی بور تک‌بعدی کشیده می‌شود، انتقال آن از یک روبان دو اتمی به زنجیر تک اتمه صورت می‌گیرد و سپس انتقال‌ها دوباره با آزاد شدن فشار برمی‌گردد. این اتفاق را در شبیه‌سازی زنجیره 64 اتمه بور هم مشاهده کرد که تا نقطه شکستن کشیده شده است.
بور تفاوت‌های زیادی با کربن دارد به طوری که تمایل دارد دو ردیف اتم تشکیل دهد درست مانند خرپایی که در ساخت پل مورد استفاده قرار می‌گیرد. این حالت به نظر می‌رسد که ثبات و انرژی کم‌تری را به همراه داشته باشد.
اگر این ماده را بکشید، شروع به باز شدن می‌کند. اتم‌های آن از رشته‌های تک اتمه تشکیل می‌شوند و چنانچه فشار را برداریم، دوباره جمع می‌شود. محققان امیدوارند بتوانند این ماده را در شرایط آزمایشگاهی تولید کنند.
مترجم: ندا اظهری
انتهای پیام/