Alimlər fizika qaydalarını alt-üst edən yeni maddə kəşf ediblər
Amerikalı tədqiqatçılar qızdırıldıqda büzülən, sıxıldıqda isə genişlənən qeyri-adi maddə aşkar ediblər. Bu xüsusiyyətləri ilə fizika qanunlarına zidd olan yeni material elektrikli avtomobil (EV) batareyalarının ilk günkü performansına qayıtmasını təmin edə bilər.
Çikaqo Universitetinin Molekulyar Mühəndislik fakültəsinin və Kaliforniyanın San Dieqo Universitetinin alimləri termodinamikanın fundamental qanunlarına zidd davranış nümayiş etdirən yeni maddə sinfi kəşf ediblər.
Bu yeni kəşf edilmiş metastabil maddələr qızdırıldıqda həcmcə kiçilir və yüksək təzyiq altında genişlənir.
Tədqiqat qrupuna rəhbərlik edən Prof. Dr. Şirli Menq “Bu materialların xüsusiyyətlərini redoks kimyası vasitəsilə tənzimləyə biləcəyimizi düşünürük. Bu da çox maraqlı tətbiqlərə qapı aça bilər” deyə bildirib.
Araşdırmanın nəticələri "Nature" jurnalında dərc olunub.
Termodinamikanın qaydalarına görə, maddə qızdırıldıqda genişlənir, sıxıldıqda isə həcmi azalır. Bununla belə, tədqiqatçılar bu qaydalara zidd davranan metastabil materiallar hazırlayıblar.
Prof. Menq "Materialı qızdırdığınız zaman onun həcmi kiçilir. Bu olduqca qeyri-adi haldır" deyə izah edib.
Maddənin bu davranışı təkcə fundamental elmlər baxımından deyil, həm də tətbiq olunan texnologiyalar baxımından inqilabi xarakter daşıyır.
Xüsusilə elektrikli avtomobil akkumulyatorlarının yenilənməsi, konstruktiv akkumulyator sistemləri və istiliyə davamlı material istehsalı kimi sahələrdə böyük imkanlar təqdim edir.
Araşdırma qrupundan Dr. Minghao Zhang qeyd edib ki, bu yeni sinif materialları sıfır istilik genişlənməsini nümayiş etdirmək üçün tənzimlənə bilər. Bu tikinti sənayesində inqilab edə bilər.
"Hər bir binada istifadə olunan müxtəlif tikinti materiallarının istiliklə bağlı həcm dəyişikliyi ciddi problemlər yarada bilər. Lakin bu materiallar sayəsində belə problemlərin qarşısını almaq olar" deyə Zhang vurğulayıb.
İstilikdən əlavə, onun təzyiq altında davranışı da təəccüblüdür: Maddə hətta gigapaskal səviyyəsindəki sıx təzyiq altında da genişlənməyə davam edir.
Doktor Zhang bu xüsusiyyəti "Bir maddəni hər tərəfdən sıxsanız, təbii ki, onun həcminin kiçilməsini gözləyərsiniz. Amma bu maddə bunun əksini edir" belə izah edib.
Tədqiqatçılar bu maddələrin elektrokimyəvi enerjiyə reaksiyalarını da araşdırıblar. Bu metastabil maddələrə elektrik gərginliyi tətbiq edildikdə, onlar ilkin sabit vəziyyətinə qayıda bilirlər. Bu o deməkdir ki, istifadə olunan EV batareyalarının tutumu yenidən artırıla bilər.
Dr. Zhang "Yalnız bir gərginlik tətbiqi ilə batareya orijinal vəziyyətinə qayıda bilər. Onu nə istehsalçıya, nə də xidmət təminatçılarına göndərməyə ehtiyac yoxdur. Batareyanız yenidən yeni kimi olacaq" deyib .
Tədqiqatın digər bir töhfəsi də fundamental elmlərdə anlayışa yeni bir ölçü əlavə etməsidir. Prof. Menq "Bu, təkcə texnoloji deyil, həm də elmi baxımdan paradiqma dəyişikliyi yaradır" deyib .
Tədqiqatçılar yeni maddənin kimyəvi davranışını daha ətraflı araşdıraraq, onu enerji saxlama sistemlərindən tutmuş kosmos texnologiyalarına qədər bir çox sahədə tətbiq oluna bilən hala gətirməyi hədəfləyirlər.
