Ученые из Ноттингемского университета в Великобритании открыли новое состояние вещества, которое нельзя назвать твердым, жидким или газообразным. Его назвали «изолированной переохлажденной жидкостью».
В ходе исследования ученые наблюдали за затвердеванием наночастиц расплавленного металла с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Известно, что атомы в жидкостях движутся сложным образом, напоминая хаотичную толпу людей. Изучение поведения атомов является сложной задачей, особенно на критической стадии, когда жидкость начинает затвердевать. Между тем этот этап имеет решающее значение, поскольку определяет структуру и многие функциональные свойства материала.
Ученые расплавили платину, золото и палладий на тонкой подложке из графена. Большинство атомов по мере расплавления начали быстро перемещаться, но некоторые остались неподвижными. Такие области возникли в местах дефектов графеновой пленки.
Ученые увеличили количество дефектов, сфокусировав электронный пучок, и таким образом смогли контролировать количество неподвижных атомов в жидкости. Оказалось, что при большом количестве неподвижных атомов процесс затвердевания значительно нарушается, что препятствует образованию кристаллов.
В ходе экспериментов неподвижные атомы образовали кольцо, окружающее жидкость. Когда жидкость попадала в такой атомный «загон», то оставалась в жидком состоянии даже при температурах значительно ниже точки замерзания. При температуре ниже определенной жидкость затвердела, но приняла не кристаллическую, а аморфную форму.
Ученые подчеркнули, что открытие нового гибридного состояния металла имеет большое значение. Поскольку платина на углеродной основе — один из самых распространенных катализаторов, прогресс может привести к разработке самоочищающихся катализаторов с повышенной активностью и долговечностью, сообщает ACS Nano.
Ранее ученые открыли новую фазу льда, замерзающего при комнатной температуре. Но для его создания потребовалось экстремальное давление.