Honq-Konq Şəhər Universitetinin (CityUHK) tədqiqatçıları yerli və xarici universitetlərin ekspertləri ilə əməkdaşlıq edərək, alimlərin kristal materiallardakı kinetik proseslər haqqında fundamental anlayışlarını yenidən formalaşdıraraq materialların emalı və mikrostrukturun uyğunlaşdırılması üçün yeni yanaşmalara işıq salıblar.

Bu araşdırma “Science” jurnalında “Grain boundaries are Brownian ratchets” başlığı ilə dərc olunub .

Kristallar qəfəs quruluşunda yaxşı düzülmüş atomlarla xarakterizə olunur. Taxıl sərhədləri müxtəlif oriyentasiyalı kristalların qovuşduğu müstəvi qüsurlardır. Kristal materialların əksəriyyəti polikristallardır, müxtəlif oriyentasiyalı çoxlu polihedral kristalit taxıllarının aqreqatlarıdır.

Beləliklə, taxıl sərhədləri mexaniki və fiziki xassələrə dərindən təsir edən materiallarda ümumi qüsurlardır. Taxıl sərhədlərinin populyasiyasını manipulyasiya etmək material xüsusiyyətlərini uyğunlaşdırmaq üçün güclü bir strategiya kimi ortaya çıxır.

Ənənəvi olaraq güman edilir ki, taxıl sərhədinin miqrasiya sürəti hərəkətverici qüvvəyə mütənasibdir, hərəkətlilik kimi tanınan mütənasiblik əmsalı sabitdir. Bununla belə, bu tədqiqat taxıl-sərhəd hərəkətliliyinin sabit dəyərdən daha çox miqrasiya istiqamətindən asılı olduğunu aşkar etməklə bu baxışı çətinləşdirir.

Material Elmləri və Mühəndisliyi Departamentinin (MSE) professoru Han Jian, “Nəticədə, taxıl sərhədləri xalis hərəkətverici qüvvə olmadan bir istiqamətli miqrasiya edə bilər. Maraqlıdır ki, belə idarə olunmayan taxıl sərhədi miqrasiyası Brownian ratchetinin bir istiqamətli fırlanmasına bənzəyir”. ŞəhərUHK.

Tədqiqatlar göstərir ki, əksər taxıl sərhədlərinin hərəkətliliyi taxıl-sərhəd miqrasiyasının istiqamətindən asılıdır. Müxtəlif şərtlər altında çoxsaylı taxıl sərhədləri üzərində atomistik simulyasiyalar apararaq , tədqiqatçılar taxıl sərhədinə bitişik iki taxıl simmetriya ilə əlaqəli olmadığı müddətcə taxıl-sərhəd hərəkətliliyinin istiqamətlilik nümayiş etdirdiyini möhkəmlətdilər, bu ümumi ssenaridir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=2996406042&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1728972719&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-insights-grain-boundary-kinetics-traditional.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC45MCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI5LjAuNjY2OC45MCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOS4wLjY2NjguOTAiXV0sMF0.&dt=1728971776289&bpp=1&bdt=60&idt=93&shv=r20241010&mjsv=m202410080101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1728972451%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1728972451%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5801115863031&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2625&biw=1903&bih=911&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31087804%2C31087892%2C31087986%2C44795921%2C95343455%2C95344187%2C95344778&oid=2&pvsid=1616712077718715&tmod=365233425&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage7.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C911&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Taxıl sərhədi bir istiqamətdə əks istiqamətdən daha sürətli hərəkət etdiyi üçün, sıfıra yaxın salınan hərəkətverici qüvvə bir istiqamətdə taxıl sərhəddi miqrasiyasına səbəb ola bilər. Tədqiqatçılar bu davranışı Brownian ratchet modelindən istifadə edərək izah etdilər.

“Brownian ratchet atomların təsadüfi vuruşu səbəbindən avar təkəri hər iki istiqamətdə təsadüfi fırlanmaya məruz qaldığı üçün bir istiqamətli fırlanan cırcırlı bir cihazdır. Eynilə, salınan hərəkətverici qüvvələrə və ya temperatura məruz qaldıqda taxıl sərhədi bir istiqamətli olaraq miqrasiya edir” dedi Qiu Caihao , fəlsəfə doktoru MSE tələbəsi və məqalənin ilk müəllifi.

Bu tədqiqat əksər tədqiqatçılar və dərsliklər tərəfindən mövcud olan taxıl sərhədi kinetikasına dair mövcud anlayışı yenidən formalaşdırır və materialların mikrostruktur təkamülünə nəzarət etmək üçün yeni bir yanaşma nəzərdə tutur.

Bu məqalənin müvafiq müəllifləri professor Han, Honq-Konq Universitetinin professoru David Srolovitz, TU Drezden Universitetinin professoru Marko Salvalaglio və İrvin Kaliforniya Universitetinin professoru Pan Xiaoqingdir.

Ətraflı məlumat: Caihao Qiu et al, Grain boundaries are Brownian ratchets, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adp1516

Jurnal məlumatı: Elm 

Honq Konq Şəhər Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir