Цепное расплавленное состояние
Цепное расплавленное состояние — это состояние вещества , в котором вещество, обычно металл , особенно калий , ведет себя как в жидком , так и в твердом состоянии. одновременно [1] Это делается путем применения экстремального давления и температуры, в результате чего металл одновременно становится твердым и расплавленным. [2] В 2019 году группа исследователей из Эдинбургского университета подтвердила, что это состояние материи, используя искусственный интеллект для анализа результатов воздействия на калий высоких температур и давления, когда калий начал проявлять свойства, при которых он, очевидно, был одновременно твердым и твердым. жидкость. [3] Это явление наблюдала группа других исследователей в 2014 году; однако считалось, что это всего лишь переходное состояние . [4] Цепное расплавленное состояние наблюдалось и у других элементов, таких как натрий и рубидий . [5] Некоторые другие элементы, например висмут , также способны находиться в цепно-расплавленном состоянии. [6]
Характеристики
[ редактировать ]Вещества в цепном расплавленном состоянии проявляют свойства как твердого тела, так и жидкости. [3] [7] Соавтор исследования состояния цепного плавления Андреас Херманн заявил, что, если бы с этим вопросом гипотетически мог справиться человек, это было бы все равно, что держать влажную губку, из которой течет вода, в то время как сама губка на самом деле сделан из воды. [8] Описанный более формально, металлический калий имел две внутренние структуры: цепочечную решетку, которая растворялась, и более прочную решетку Браве , которая оставалась в твердом состоянии. Это тип химии «хозяин-гость» , при котором в этом случае решетка атомов металла остается твердой, в то время как некоторая часть материала слабо связывается и напоминает жидкость. [9] [10]
Примеры из реального мира
[ редактировать ]Металлы во внутреннем ядре Земли, возможно, могут находиться в состоянии цепного расплавления, как показывают некоторые модели, где такие металлы, как титан и железо, проявляют частично расплавленные состояния или квазитвердые свойства. [11] Также возможно, что мантия Земли может содержать такие металлы, как калий, в расплавленном состоянии; однако калий обычно не встречается в чистом виде. [3]
Эти предположения также могут быть подтверждены Кольской сверхглубокой скважиной , где, согласно рассекреченным документам, было обнаружено, что порода на дне скважины имеет текстуру между твердым и жидким веществом. [7]
Приложения
[ редактировать ]Никакого применения пока не найдено, хотя физик Андреас Херманн утверждает, что если бы состояние материи можно было воссоздать в других материалах, это могло бы иметь множество различных применений. [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Старр, Мишель (9 апреля 2019 г.). «Новое «состояние» материи может быть одновременно твердым и жидким» . НаукаАлерт . Проверено 31 октября 2023 г.
- ^ Талукдар, Сандипан (20 апреля 2019 г.). «Состояние расплавленной цепи: странное состояние материи» . NewsClick.in . Проверено 31 октября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с Манн, Адам (8 апреля 2019 г.). «Подтверждено: новая фаза материи одновременно твердая и жидкая» . Национальное географическое общество . Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 года . Проверено 31 октября 2023 г.
- ^ Макбрайд, Э.Э.; Манро, Калифорния; Стинтон, Джорджия; Муж, Р.Дж.; Бриггс, Р.; Лиерманн, Х.-П.; МакМахон, Мичиган (22 апреля 2015 г.). «Одномерное цепное плавление в несоизмеримом калии» . Физический обзор B . 91 (14): 144111. arXiv : 1504.02895 . Бибкод : 2015PhRvB..91n4111M . дои : 10.1103/PhysRevB.91.144111 . S2CID 4989803 .
- ^ Наден Робинсон, Виктор; Цзун, Хунсян; Экленд, Грэм Дж.; Вулман, Гэвин; Германн, Андреас (21 мая 2019 г.). «О цепочечной фазе материи» . Труды Национальной академии наук . 116 (21): 10297–10302. Бибкод : 2019PNAS..11610297N . дои : 10.1073/pnas.1900985116 . ISSN 0027-8424 . ПМК 6535020 . ПМИД 30975752 .
- ^ «Элементы могут быть твердыми и жидкими одновременно» . Эдинбургский университет . 18 декабря 2019 г. Проверено 31 октября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Дуан, Дэниел (11 апреля 2019 г.). «Новое состояние материи: жидкость? Твёрдое? И то, и другое!» . Labroots.com . Проверено 3 ноября 2023 г.
- ^ «Элементы могут быть твердыми и жидкими одновременно, как показывают исследования» . ЭврекАлерт! . Проверено 31 октября 2023 г.
- ^ Маккирди, Юан (9 апреля 2019 г.). «Исследователи открывают состояние материи, одновременно твердое и жидкое» . CNN . Проверено 31 октября 2023 г.
- ^ Цзун, Хунсян; Робинсон, Виктор Наден; Германн, Андреас; и др. (2021). «Переход свободного электрона в электрид в плотном жидком калии» (PDF) . Физика природы . 17 (8): 955–960. Бибкод : 2021NatPh..17..955Z . дои : 10.1038/s41567-021-01244-w . S2CID 236584774 .
- ^ Ван, Юн; Ван, Цзюньцзе; Германн, Андреас; Лю, Конг; Гао, Хао; Тосатти, Эрио; Ван, Хуэй-Тянь; Син, Динъюй; Сунь, Цзянь (11 января 2021 г.). «Одномерная кооперативная диффузия с электронным управлением в простом кубическом кристалле» . Физический обзор X . 11 (1): 011006. Бибкод : 2021PhRvX..11a1006W . дои : 10.1103/PhysRevX.11.011006 . hdl : 20.500.11820/dd6263d0-92f8-49da-bff6-9e08d035664a . ISSN 2160-3308 . S2CID 234287896 .