Vayominq Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Laboratoriyada çalışan UW-dən Lauren Kim, müasir mühəndislik, elektronika və enerji tətbiqlərində böyük potensiala malik material sinfi olan yüksək entropiyalı ərintilər sahəsində qabaqcıl bir problemi həll edib. Müəllif: Alex Quinn

Vayominq Universitetindən Loren Kim, yüksək entropiyalı ərintilərin qabaqcıl sahəsindəki davamlı bir problemi, reaktiv mühərriklər, nüvə reaktorları, kimyəvi emal sistemləri, batareyalar və superkondensatorlar kimi müasir mühəndislik, elektronika və enerji tətbiqlərində böyük potensiala malik bir material sinfi olan kriogen sistemləri ilə yanaşı həll etmişdir.

Nyu-Yorkun Fairport şəhərindən olan Kim, dekabr ayında professor TeYu Çienin rəhbərliyi altında çalışaraq Kolumbiya Universitetinin Fizika və Astronomiya şöbəsində doktorantura təhsili almış və məzun olmuşdu. Onların “Yüksək Entropiyalı Ərintilərdə Səthi Yerli Kimyəvi Nizamın Mövcudluğunu Aşkarlamaq” adlı məqaləsi Nature Communications jurnalında dərc olunub .

Yüksək entropiyalı ərintilər niyə vacibdir

Burada Kim və həmmüəlliflər bu ixtisaslaşmış ərintilər sinfinin səthlərinin kimyəvi düzülüşünü müəyyən etmək üçün yeni bir metod üzərində apardıqları tədqiqatları təsvir edirlər.

Ənənəvi ərintilər ümumiyyətlə yalnız iki elementdən ibarətdir və onlardan biri daha çoxdur. Yüksək entropiyalı ərintilər təxminən bərabər nisbətdə beş və ya daha çox elementi birləşdirir. Bu daha çox sayda element, yüksək möhkəmlik, korroziyaya davamlılıq və istilik sabitliyi tələb edən tətbiqlər üçün ideal olan daha böyük möhkəmliyə və artan entropiyaya malik materialların hazırlanmasına imkan verir.

Lakin yüksək entropiyalı ərintilərdəki elementlər bərk məhlul kristal quruluşunda mövcuddur və hər bir elementin atomlarının paylanması tamamilə təsadüfi olmasa da, müntəzəm də deyil. Beləliklə, hər bir elementin ərintidəki digərinə nisbətən dəqiq yeri və ya yerli kimyəvi düzülüş mövcud aşkarlama texnologiyaları ilə birmənalı şəkildə müəyyən edilməmişdir.

Yerli kimyəvi nizamın mövcudluğunun material xüsusiyyətlərinə – məsələn, mexaniki möhkəmlik, katalitik aktivlik, korroziyaya davamlılıq və istilik stabilliyi kimi xüsusiyyətlərə təsir göstərə biləcəyini düşünmək ağlabatan olsa da, ərinti üzərində yerli kimyəvi nizamın mövcudluğu ilə bu əlaqələri müəyyən etmək demək olar ki, mümkün deyil.

Ərinti səthlərini görməkdə bir irəliləyiş

Kim və komandasının son işlərini bu qədər maraqlı edən də budur. Onların metodologiyası ilk dəfə olaraq yüksək entropiyalı ərintilərin səthi lokal kimyəvi düzülüşünü xarakterizə etməyə imkan yaratmışdır.

Bu iş, UW-də Kim və Çienin, Nyu-Heyven Universitetindən Qaneş Balasubramanian və Şahzadə Şarmanın (Şarma bu payız UW-nin Mexanika Mühəndisliyi Bölümünə qoşulacaq), Tennessi-Noksvil Universitetindən Peter Liaw, Tayvandakı Milli Yanq Minq Çiao Tung Universitetindən E-Ven Huanq və Tayvandakı Milli Tsinq Hua Universitetindən Çe-Vey Tsai və Jien-Vey Yeh ilə birlikdə əməkdaşlığının nəticəsidir. Xüsusilə, Yeh 20 ildən çox əvvəl yüksək entropiyalı ərintilərin stabilliyini nümayiş etdirən ilk tədqiqatçı idi.

Xüsusilə, bu komanda CoCrFeMnNi ərintisi (kobalt, xrom, dəmir, manqan və nikel) ilə işləmişdir. Metod, atom miqyasında elementləri aşkar etmək üçün səthə həssas skanlama tunel mikroskopiyasından istifadə etməyi əhatə edir. Bu, bir az daha böyük miqyasda aşkar edilə bilən atom paylanma sıralaması olan kvazi-uzun mənzilli sıralamanın yaxşı bir mənzərəsini verir . Daha sonra, sıxlıq funksional nəzəriyyəsi hesablamaları həmin kvazi-uzun mənzilli superhüceyrələr daxilində lokal kimyəvi sıralamanın daha incə həllini müəyyən edir. Bu metodlar vasitəsilə komanda yüksək entropiyalı ərintilərin səthi lokal kimyəvi sıralamasını birbaşa müşahidə etmiş və xarakterizə etmişdir.

“Bu tapıntı, yüksək entropiyalı ərintilərin səthi fiziki/kimyəvi xüsusiyyətlərinin yerli kimyəvi sıralanmanı idarə etməklə birlikdə idarə oluna biləcəyini göstərir. Və biz yüksək entropiyalı ərintilərdə yerli kimyəvi sıralanmanı öyrənmək üçün misli görünməmiş yeni bir vasitə/metodologiya nümayiş etdirdik”, – deyə Çien bildirir.

Kimin metodologiyası, üstün möhkəmliyə, stabilliyə və korroziyaya davamlılığa malik xüsusi materiallar əldə etmək üçün ərintilərin xüsusiyyətlərini daha yaxşı idarə etmək qabiliyyətində maraqlı irəliləyişlərə səbəb ola bilər.