متنوع

أخيرًا تم تصنيع بلومبين بفضل فريق في اليابان

أخيرًا تم تصنيع بلومبين بفضل فريق في اليابان

أصبح للجرافين ابن عم جديد بفضل مجموعة من العلماء في جامعة ناغويا. لأول مرة في التاريخ ، تمكنوا من تجميع مادة نظرية بحتة سابقًا تسمى Plumbene بنجاح.

يمكن أن يكون لهذا التطور آثار واسعة النطاق على العوازل الطوبولوجية في المستقبل غير البعيد.

ذات صلة: قد يصبح الجرافين مجرد الموصل الفائق التالي يكشف عن بحث جديد

ما هو بلومبين؟

Plumbene عبارة عن مادة ثنائية الأبعاد على شكل قرص العسل (Pb) كانت ، حتى الآن ، نظرية بحتة. مشابه ظاهريًا للجرافين في البنية ، يمكن أن يوفر Plumbene عازلًا طوبولوجيًا قويًا ثنائي الأبعاد للمستقبل.

العازل الطوبولوجي هو ، وفقًا لـ Wikipedia ، أي مادة ذات "ترتيب طوبولوجي غير تافه محمي من التماثل والتي تتصرف كعازل في داخلها ولكن سطحها يحتوي على حالات موصلة ، مما يعني أن الإلكترونات يمكن أن تتحرك فقط على طول سطح المادة."

على عكس الآخرين (الجرافين على سبيل المثال) ، يجب أن يكون Plumbene ، وفقًا للباحثين ، قادرًا على إظهار تأثير Quantum Spin Hall Effect فوق درجة حرارة الغرفة. لهذا السبب ، تم اعتبار العثور على طريقة موثوقة ورخيصة لتركيب Plumbene هدفًا مهمًا لأبحاث علوم المواد.

يقال الفن يقلد الحياة

تمكن فريق بحثي في ​​جامعة Nagoya من إنشاء Plubmene عن طريق التلدين (التسخين والتبريد ببطء) فيلم رقيق للغاية من الرصاص (Pb) على البلاديوم Pd (111). باستخدام هذه الطريقة ، تمكنوا من إنشاء مادة سطحية بتركيبة قرص العسل المميزة لطبقة أحادية ثنائية الأبعاد ، كما يتضح من الفحص المجهري النفقي (STM).

لكنهم فوجئوا أيضًا عندما اكتشفوا أنه تحت Plumbene يتكون أيضًا طبقة رقيقة من سبيكة من البلاديوم والرصاص (Pd-Pb). كان لهذا الفيلم هيكل فقاعي يذكرنا بهيكل Weaire-Phelan الذي يقسم الفراغ إلى خلايا ذات حجم متساوٍ مع أقل مساحة سطح كلية للجدران بينهما.

هذا ، كما يقول الباحثون ، يساعد في حل "مشكلة كلفن".

يميل هذا النوع من الهيكل إلى استخدامه لتمثيل رغوة مثالية من فقاعات متساوية الحجم. تم تصميم الهيكل لأول مرة في عام 1993 من قبل عالم الفيزياء في كلية ترينيتي في دبلن دينيس ويير.

كان هذا الهيكل أيضًا مصدر إلهام لمركز بكين الوطني للألعاب المائية لأولمبياد بكين 2008 المعروف أيضًا باسم "المكعب المائي".

سارع قائد البحث ، البروفيسور جونجي يوهارا ، إلى الإشارة إلى أن هذه ليست المرة الأولى التي يتم فيها استلهام الهندسة المعمارية من عمل علماء المواد.

"صمم المهندس المعماري بكمنستر فولر المجال الجيوديسي للمعرض العالمي 1967 في مونتريال ، ولاحقًا تم تسمية بوكمينستر فوليرين C60 باسمه". - أشار.

"كل من plumbene و 'nano water cube' هما إضافة جميلة إلى Nano Nature World. مباني أولمبياد طوكيو 2020 ، أولمبياد باريس 2024 ، إكسبو 2020 دبي ، إكسبو 2023 بوينس آيرس ، إكسبو 2025 أوساكا ، وما إلى ذلك. كما سيتم وضعها في دائرة الضوء مرة أخرى كمواد جديدة في المستقبل ".

لماذا يعتبر Plumbene مهمًا؟

يعتبر علماء المواد المواد ثنائية الأبعاد المصنوعة من عناصر المجموعة 14 من الجدول الدوري على نطاق واسع كمرشحين مثاليين كعوازل طوبولوجية.

على سبيل المثال ، أثار Plumbene الكثير من الاهتمام لأنه يحتوي على أكبر تفاعل تدور في مدارها جميعًا. هذا بسبب بنية الإلكترون المدارية لـ Pb والتي يجب أن تعطي Plumbene أكبر فجوة في نطاق الطاقة لجميع عناصر المجموعة 14.

يمكن أن يكون لإنشاء هذه المادة آثار واسعة النطاق لتطوير العوازل الطوبولوجية المستقبلية.

يعلق البروفيسور يوهارا قائلاً: "ظهور بلومبين" ، "لقد طال انتظاره ، ويأتي بعد إنشاء مادة السيليسين في عام 2012 ، وجيرمانين في عام 2014 ، وستانين في عام 2015. ومن المؤكد أنها ستطلق اندفاعًا للتطبيقات." - قال يوهارا.

نُشرت هذه الدراسة في الأصل في وقت سابق من هذا الشهر في المجلةمواد متطورة.


شاهد الفيديو: ملخص مباراة اليابان وكولومبيا 2-1 Colombia v Japan (شهر اكتوبر 2021).