Juuri julkaistussa göteborgilaisen 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.
Tutkimus on poikkeuksellinen, sillä kullan sulamispiste on 1064 astetta. Chalmersin teknillisen korkeakoulun 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. Tieteellisesti uraauurtava tieto paljastaa yllättäviä ominaisuuksia kullasta ja avaa uusia mahdollisuuksia materiaalitieteeseen.
Miten temppu sitten onnistui? Tutkijat muotoilivat kultakartion 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.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
