Wissenschaftler haben ein Material gefunden, das je nach Druck ein Isolator und ein Leiter sein kann
Ein gemeinsames Forschungsteam der University of Rochester und der University of Nevada entdeckte eine einzigartige Verbindung, die selbst, je nach anliegendem Druck, eher ungewöhnlich und kann als Isoliermaterial und in der Rolle von Dirigent. Heute möchte ich Ihnen von dieser Entdeckung erzählen.
Leiter und Isolator, was ist der Unterschied?
Die Fähigkeit jedes Materials, einen elektrischen Strom durch sich selbst zu leiten, beruht auf der Bewegung freier Elektronen. Aus diesem Grund sind alle Metalle ausgezeichnete Leiter.
In Isolatoren werden die Elektronen sozusagen in ihre Bahnen "eingeklebt" und um sie aus ihren Bahnen zu verdrängen wird eine deutlich höhere Spannung benötigt, als die angelegte Stromspannung. Wissenschaftler konnten jedoch das Material Mangandisulfid entdecken, das sich je nach Druckbeaufschlagung sowohl als Isolator als auch als Leiter verhält.
Neues Material und seine ungewöhnlichen Eigenschaften
Diese Entdeckung wurde von A. Salamat und seine Kollegen, als sie die leitfähigen Eigenschaften von Metallsulfiden untersuchten. Wenn Mangandisulfid unter normalen Bedingungen vorliegt, manifestiert es sich als mäßiger Isolator.
Erst nachdem die Ingenieure das Material auf den Diamant-"Amboss" gelegt und einen enormen Druck erzeugt hatten, beobachteten sie das Experiment mit Überraschung fanden heraus, dass das untersuchte Material in einen metallischen Zustand überging und somit fast sofort seine erhöhte elektrische Widerstand.
Bei einer Druckerhöhung auf 12 Gigapascal (ca. 12.000 Atmosphären) fiel der Widerstand des Materials also hunderte Millionen Mal.
Aber das Erstaunlichste geschah als nächstes. Als die Ingenieure den Druck weiter auf 36 Gigapascal erhöhten, trat der umgekehrte Übergang ein und Mangandisulfid (MnS2) wurde wieder zu einem Isolator.
Als r. Diaz, in der überwiegenden Mehrheit der Fälle bleiben Metalle Metalle und werden nicht in Isolatoren umgewandelt, und die Tatsache, dass MnS2 in der Lage ist, sich von Isolator zu Metall und zurück zu bewegen, ist ein einzigartiger Fall.
Wissenschaftler haben das Prinzip demonstriert, bei dem enormer Druck das „Umschalten“ von Mangandisulfid in einen leitenden Zustand und zurück bewirkt.
Wenn also Druck ausgeübt wird, rücken die Atome näher zusammen, weshalb ihre äußeren Elektronen in Wechselwirkung treten können.
Dabei entsteht im Kristallgitter ein Raum, durch den sich Ladungen bewegen können. Steigt der Druck aber noch weiter, wird das Gitter noch "dicker", und die Elektronen können sich wieder nicht bewegen.
Wissenschaftler betonen auch, dass Mangandisulfid seinen Zustand bei Raumtemperatur und bei relativ niedrigem Druck ändert. Daher ist es für einen solchen Übergang normalerweise erforderlich, kryogene Bedingungen und einen um eine Größenordnung höheren Druck anzuwenden.
Mit einem Druck von etwa 500 Gigapascal ist es also möglich, metallischen Wasserstoff zu erzeugen, der in großen Mengen im Darm von Riesenplaneten enthalten sein kann.
Hat dir das Material gefallen? Dann bewerten Sie es und vergessen Sie nicht, es zu bewerten. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!