Обнаружено новое состояние переохлажденной жидкости: ACS Nano

Международная группа исследователей обнаружила, что некоторые атомы в жидком металле могут оставаться неподвижными даже при чрезвычайно высоких температурах. Это неожиданное поведение оказалось ключом к созданию необычного состояния материи, называемого «захваченной» переохлажденной жидкостью. Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.

Традиционная модель жидкостей предполагает, что их атомы движутся хаотично, постоянно сталкиваясь и меняя положения. Однако ученые из университетов Ноттингема и Ульма показали, что некоторые атомы вообще не участвуют в этом хаотическом движении. Они остаются неподвижными на неровностях поверхности, на которых находится расплавленный металл, и могут полностью изменить процесс его кристаллизации.

Эксперименты проводились с использованием просвечивающего электронного микроскопа SALVE — уникального устройства, позволяющего в реальном времени наблюдать за поведением отдельных атомов. Исследователи поместили наночастицы платины, золота и палладия на ультратонкий слой графена, нагрели их до точки плавления и наблюдали за движением атомов. Большинство из них вели себя предсказуемо, но одна часть неожиданно осталась неподвижной, несмотря на высокую температуру.