Kuinka kulta sulaa huoneenlämmössä?
Juuri julkaistussa ruotsalaisen Chalmersin teknillisen korkeakoulun ja Jyväskylän yliopiston tutkimuksessa on onnistuttu sulattamaan kultaa huoneenlämmössä. Tutkimuksen tarkoitus oli selvittää, miten sähkökenttä vaikuttaa kulta-atomeihin. Kulta onnistuttiin sulattamaan laittamalla pieni pala kultaa elektronimikroskooppiin, jonka jälkeen sähkökenttää kasvatettiin asteittain erittäin voimakkaaksi. Chalmersin teknillisen korkeakouluin tutkija Ludvig de Knoop kertoo nähneensä elektronimikroskoopista, kuinka kullan pintakerros suli huoneenlämmössä.
- Löytö oli todella poikkeuksellinen ja se yllätti minut. Saamme aivan uudenlaista tietoa kullan ominaisuuksista, kertoo de Knoop.
Kultakartio muotoiltiin niin teräväksi, että se toimi kuten ukkosenjohdatin kohdistaen voimakkaimman sähkökentän kultakartion kärkeen, joka vuorostaan sulaa rajuista voimista. Lisäksi tutkijat pystyivät sähkökenttää muuttamalla kontrolloimaan ilmiötä, eli vuorottelemaan kiinteän ja sulaneen rakenteen välillä hallitusti. Vahvistus kokeellisille havainnoille löytyi tietokonesimulaatioilla.
- Mallinsimme kullan elektronien kvanttidynamiikan, ja sen reaktion sähkökenttään tarkasti supertietokoneella, yli miljoonan prosessoritunnin edestä. Tietokonesimulaatiomme tulokset vastaavat hyvin kokeellisia havaintoja, kertoo tutkimukseen osallistunut Mikael Kuisma Jyväskylän yliopiston kemian laitokselta.
Kullan pintakerrosten sulattaminen avaa tutkimusmahdollisuuksia mm. materiaalitieteessä. Lisäksi tietoa voidaan hyödyntää esimerkiksi erilaisissa antureissa, katalyyteissa ja transistoreissa.
Tutkimus on julkaistu Physical Review Materials -lehdessä 22.11.2018.
³¢¾±²õä³Ù¾±±ð³Ù´ÇÂá²¹:
- Tutkijatohtori Mikael Kuisma on Suomen Akatemian Post doc -tutkija Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella, mikael.j.kuisma@jyu.fi
- Kokeet on tehnyt Dr. Ludvig de Knoop, Professori Eva Olssonin ryhmästä Chalmersin teknillisestä yliopistosta, ludvig.deknoop@chalmers.se
- Katso suomenkielinen esittelyvideo, josta selviää kuinka kulta sulaa voimakkaassa sähkökentässä.
- Artikkelin tiedot: L. de Knoop, M. J. Kuisma, J. Löfgren, K. Lodewijks, M. Thuvander, P. Erhart, A. Dmitriev, and E. Olsson, Electric-field-controlled reversible order-disorder switching of a metal tip surface, Phys. Rev. Materials 2, 085006. DOI:
- Linkki artikkeliin:
- Newsweekin artikkeli aiheesta: