Kourosh Kalantar-Zadeh, Moonika Widjajana, The Conversation

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriMaye metal kütləsinin içərisində böyüyən kristalların sxematik təsviri və X-ray mikro-kompüterli tomoqrafiya (XCT) analizi. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66249-y

Şəkəri qaynar suda həll edib sonra soyuduqda, mayedə çirklər qalarkən saf şəkər kristallarının əmələ gəldiyini görəcəksiniz. Siz hətta gözəl şəkər kristallarının suda yavaş-yavaş böyüməsini seyr edə bilərsiniz.

Yəqin ki, mətbəxinizdə olmasa da, eyni şeyi metallarla edə bilərsiniz.

Yüksək temperaturda bir ərinmiş metal digərini həll edə bilər. Qarışıq soyuduqca, həll olunmuş metal sudan şəkər əmələ gətirən kristallar kimi, ərimə içərisində kristallaşmağa başlayır.

Nature Communications -da dərc olunan yeni araşdırmada biz bu prosesi hər zamankından daha ətraflı müşahidə etdik və əldə etdiyimiz məlumatlardan saysız-hesabsız mümkün tətbiqlərin ilkində sudan hidrogen yığmaq üçün mükəmməl olan kristallar istehsal etmək üçün istifadə etdik.

Maye metallar sudan fərqlidir

Su və maye metallar arasında əhəmiyyətli fərqlər var.

Birincisi, biz maye metalın içini görə bilmirik, ona görə də metal kristalların əmələ gəlməsini və böyüməsini müşahidə edə bilmirik. Bunun səbəbi maye metalların elektromaqnit dalğalarını, o cümlədən görünən işığı maneə törətməsidir, buna görə də prosesi müşahidə etmək üçün bizim üçün heç bir şey keçə bilməz.

İkinci fərq, kristalları mayedən nə qədər asanlıqla ayıra biləcəyimizdir. Şəkər və su ilə qarışığı sadəcə bir ələkdən töküb kristalları toplaya bilərik.

Lakin maye metallar çox yüksək səth gərginliyinə malikdirlər, buna görə də maye özünü sıx, dartılmış dəriyə sahib kimi aparır. Bu, metalın ələkdən keçməsini çətinləşdirir və həm maye metal, həm də kristallar ayrılmaq əvəzinə yuxarıda qalır.

Maye metalın içərisində kristalların böyüməsi yeni bir fikir deyil. Lakin insanlar maye metalın içini görə bilmədiklərindən kiçik kristalların əmələ gəlməsini izləməyə və ya nəzarət etməyə diqqət etmədilər. Bunun əvəzinə, onlar əsasən böyük kristallar böyüdülər və kristal böyüməsinin dinamikasını görə bilmədilər.Oyna

00:0000:13SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaBu film sürətli soyutma zamanı əmələ gələn Pt-Ga maye metal damcısının yenidən qurulmasının animasiyasını göstərir. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66249-y

Maye metalların içərisinə baxma

Bununla belə, indi maye metalların içini görmək imkanı verən qabaqcıl alətlərimiz var. Biz rentgen mikrokompüter tomoqrafiyası (mikro-CT) adlı texnikadan istifadə edərək maye metallara nüfuz edə bilən yüksək enerjili rentgen şüalarından istifadə edirik.

Micro-CT obyektin çoxlu kəsikli şəkillərini çəkmək üçün rentgen şüalarından istifadə edir və sonra orijinal nümunəyə zərər vermədən obyektin virtual 3D modelini qurur. İstifadə etdiyimiz sistem mikrometr ölçülü piksellərlə şəkillər yarada bilirdi və daha yeni texnologiyalar hətta nanometr diapazonuna çatır.

Mikro-KT-dən istifadə işimiz üçün son dərəcə vacib idi. Şərtləri tənzimləməklə (məsələn, maye metalı nə qədər sürətlə soyuduq və ya istifadə etdiyimiz həlledici növü) biz əslində kristalların necə əmələ gəldiyini və onların formalarının necə dəyişdiyini görə bilirdik. Bunlar keçmiş tədqiqatçıların əvvəllər bildirmədiyi yeni müşahidələrdir.

Maye metalın içərisində kristalları olan nümunənin bir 3D şəklini çəkmək bir neçə saat çəkir. Kristalların zamanla necə böyüdüyünü izləmək üçün bir neçə gün ərzində bir çox belə şəkillər çəkdik.

Kristalların süzülməsi və işə salınması

Başqa bir faydalı addım, böyümənin tamamlanmasından sonra maye metalın səthinə elektrik gərginliyi tətbiq etmək idi. Bunu etdikdə, maye metalların səthi gərginliyi demək olar ki, heç bir şəkildə azalır.

Səthi gərginlik olmadan maye metal asanlıqla ələkdən keçə və kristalları geridə qoya bilər.

Metalların içərisində kristalları müşahidə etmək bir çox praktik tətbiqlərə malikdir. Kristalların necə böyüdüyünü başa düşməklə, müəyyən məqsədlər üçün ən yaxşı kristalları istehsal etmək üçün onların ölçüsünə və formasına nəzarət etməyi öyrənə bilərik.

İşimizi yoxlamaq üçün sudan hidrogen əldə etmək üçün xüsusi metalların optimal kristallarını yaratdıq. Bu texnikanın yaxşı olacağı bu qədər deyil: ondan kimyəvi reaksiyaları kataliz etmək, enerjini batareyalarda saxlamaq, qabaqcıl elektronika qurmaq və saysız-hesabsız başqa şeylər yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.

Daha çox məlumat: Moonika S. Widjajana et al, Maye metal həlledicilər içərisində metal kristalların artımını müşahidə etmək, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66249-y

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

The Conversation tərəfindən təmin edilmişdir