Bu Kristal Süper Güce Sahip: Oksijeni ‘'Soluyabiliyor’'

Bunu bu kadar önemli kılan şey, geçiş metali oksitleri olarak bilinen bu malzemelerin, esasen oksijen atomlarıyla yeniden programlanabilmesidir. Atomlar eklendiğinde veya çıkarıldığında, manyetizma ve iletkenlik dahil olmak üzere malzemenin özellikleri değiştirilebilir.

Bu kavram kanıtı, çevredeki gazdaki oksijen aracılığıyla elektronik, temiz enerji sistemleri ve binalarda yaygın olarak kullanılan malzemelerin davranışları üzerinde potansiyel olarak yeni bir kontrol düzeyi sağlar.

SFCO stronsiyum, demir ve kobalttan oluşur, ancak “nefes alma” ile sadece kobalt atomları değiştirildi. Bu, gelecekte malzemeleri daha hassas bir şekilde ayarlama fırsatlarına işaret ediyor.

Güney Kore'deki Pusan Ulusal Üniversitesi'nden fizikçi Hyoungjeen Jeen, “Bu bulgu iki açıdan dikkat çekicidir” diyor.

“Sadece kobalt iyonları azaltılır ve bu süreç tamamen yeni ama kararlı bir kristal yapının oluşmasına yol açar.”

Malzemenin ince tabakalarından oksijen çıkarıldıkça, malzeme daha şeffaf ve daha yalıtkan hale geldi (yani elektrik direnci arttı). Kristal yapı da biraz daha büyüdü.

Araştırmacılar tarafından belirtilen bir diğer önemli keşif, bu sürecin tersine çevrilebilir olmasıdır: sadece oksijen çıkarılmakla kalmaz, oksijen geri döndüğünde SFCO da normale döner. Bu, malzeme mühendisliği için bir başka yararlı özelliktir.

Araştırmacılar, SFCO'nun bazı ilginç durum değişiklikleri sunacağını tahmin etseler de, oksijenin eklenmesi ve çıkarılmasıyla oluşan tam bir yeniden düzenleme beklemiyorlardı.

Jeen, “Bu, kristale akciğerler vermek ve onun komutla oksijeni soluması ve dışarı vermesi gibi bir şey” diyor.

Potansiyel bir uygulama alanı, hidrojenden elektrik üreten katı oksit yakıt hücreleridir. Bu hücreler, burada gösterilen sürece dayanır: oksijeni kararlı, tersine çevrilebilir ve bir şekilde pratik bir şekilde alıp salmak.

Pratiklikten bahsetmişken, araştırmacılar deneylerinin nispeten normal koşullarda çalışabileceğini vurgulamak isteseler de, yine de dış müdahale olmaksızın çok özel laboratuvar ortamlarından bahsediyoruz.

Bu, gelecekteki çalışmalarda üzerinde çalışılabilecek bir konu, ancak bu, hassas bir şekilde programlanabilen ve herhangi bir hasar görmeden farklı durumlar arasında geçiş yapabilen malzemeler bulmak isteyen bilim insanları için önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor ve burada yapılan araştırmaya dayalı başka atılımlar da duyacağımızı umabiliriz.

Japonya'daki Hokkaido Üniversitesi'nden kimyager Hiromichi Ohta, “Bu, kendilerini gerçek zamanlı olarak ayarlayabilen akıllı malzemelerin gerçekleştirilmesine doğru atılmış önemli bir adımdır” diyor.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.