وجد الباحثون أنه عند الاتصال بين المادة الصلبة والسائلة يوجد نظام داخل السائل
أثبت باحثون من كلية هندسة المواد ومعهد بيري لأبحاث تكنولوجيا النانو في التخنيون بالتعاون مع باحثين من معهد “ماكس بلانك” في شتوتغارت بألمانيا، وجود حالة جديدة في الطبيعة. هذا ما تكشفه صحيفة "ساينس" العلمية المرموقة. وجد طالب الدكتوراه يارون كوفمان، بتوجيه من البروفيسور واين كابلان، أنه عند الاتصال بين المادة الصلبة والسائلة، توجد طبقة وسيطة حيث يوجد النظام داخل السائل. ومن خلال القيام بذلك، أثبتوا فرضية كانت موجودة منذ عقود، ولكن حتى الآن لم يتم إثباتها بشكل مباشر.
ووجد الباحثون أنه عند الاقتراب من البلورة (حجر الياقوت)، فإن السائل (في هذه الحالة الألومنيوم السائل) لم يعد يتصرف كالسائل، كما أن القرب من البلورة يتسبب في اصطفاف الذرات الموجودة في السائل. "يتم تعريف البلورة على أنها مادة تترتب فيها الذرات في الفضاء بطريقة دورية وطويلة الأمد، والسائل - على أنه مادة لا يتم ترتيب الذرات فيها على المدى الطويل"، يوضح باحثو التخنيون . "ومعنى الاكتشاف أنه عند التقاء البلورة بالسائل توجد حالة وسطية، وهي ليست بلورة صلبة ولا سائلة."
وخلال البحث، استخدم الباحثون مجهرًا إلكترونيًا قويًا في معهد ماكس بلانك في شتوتغارت، مما سمح لهم بتسخين حجر الياقوت حتى درجة حرارة 750 درجة مئوية وفي الوقت نفسه فحص السطح البيني بين السائل تحت عدسات المجهر. الألومنيوم والياقوت على المستوى الذري.
ويمكن أيضًا إنتاج الياقوت صناعيًا، كما يحدث حاليًا في الصناعة. وهي مادة شفافة مثل الزجاج، قوية وصلبة ومقاومة للخدش أكثر بعشرات المرات من الزجاج. كما كشف البحث لأول مرة عن آلية نمو بلورة الياقوت، والتي لم تكن معروفة حتى الآن.
يركز باحثو التخنيون الآن على التحكم في البنية البلورية التي يتخذها السائل أثناء عملية التصلب. ويعتقدون أن هذا ممكن نتيجة تصلب السائل بالقرب من الأسطح ذات القيود الهندسية المختلفة. بفضل هذا التحكم، سيكونون قادرين على الحصول على هياكل غير موجودة حاليًا في الطبيعة، وبالتالي الحصول على خصائص هندسية مختلفة والتي من خلالها سيكون من الممكن إنشاء مواد جديدة للإلكترونيات الدقيقة وحتى الأجهزة البصرية.
إن فهم طبيعة الأسطح الوسيطة بين السائل والصلب له أهمية كبيرة في العمليات التكنولوجية المختلفة، مثل عمليات التصلب والترطيب والاتصال في الطور السائل ونمو البلورات وعمليات التشحيم. يثبت هذا العمل أن المجهر الإلكتروني المخترق عالي الدقة هو أحد أقوى الطرق لفحص المواد على مقياس النانومتر. في المستقبل القريب، سيصل إلى التخنيون مجهر إلكتروني فريد من نوعه في العالم، كجزء من معهد بيري لأبحاث تكنولوجيا النانو، مما سيجعل من الممكن إجراء أبحاث مماثلة وأكثر تقدما في إسرائيل.
