Absorbējot ūdeņradi, pallādijs pārvēršas kvazišķidrumā

Šis ir ziņkārīgs eksperiments ar pallādiju, retu sudrabainu metālu, kas labi pazīstams ar spēju absorbēt ūdeņradi. Kad tas ir piesātināts, ūdeņraža un pallādija attiecība var būt pat 0,6, tāpēc metālu izmanto ūdeņraža filtrēšanai un pat uzglabāšanai.

Ir viegli iedomāties, ka ūdeņraža atomu kustībai metāla režģī un no tā ir maza ietekme uz materiālu. Bet tas izrādās nepareizi, kā to atklāja Akio Kavasaki no Tokijas universitātes un draugi, kad viņi nolēma pārbaudīt ideju.

Materiālu zinātnieki jau kādu laiku ir zinājuši, ka pallādijs izplešas, absorbējot ūdeņradi un saraujas desorbcijas laikā. Tas, ko viņi līdz šim nezināja, ir šī procesa nodeva no metāla.

Kawasaki un co pie kameras sāniem pievienoja taisnstūrveida pallādija plāksni, kas ir apmēram gumijas kociņa izmēra, tā, lai tā būtu horizontāli. Pēc tam viņi to uzkarsēja līdz 150 grādiem C un piekāra ābola svaru šķīvja galā. Visbeidzot viņi iesūknēja ūdeņradi kamerā un gaidīja, kamēr metāls to absorbē.

Viņiem par pārsteigumu pallādijs uzreiz nokrita zem svara un turpināja krist, kad ūdeņradis tika izsūknēts no kameras un gāze tika desorbēta. (Turpretim, kad viņi pakarināja šķīvi vertikāli ar svaru, kas karājās zem tā, stiepšanās gandrīz nemaz nebija.)

Nevar izvairīties no secinājuma, ka ūdeņradis kaut kādā veidā atņem palādijam tā spēku, bet ļoti specifiskā veidā.

Tas ir nedaudz negaidīts rezultāts, taču Kawasaki un viņa kolēģi domā, ka var izskaidrot.

Tīrā stāvoklī palādija režģim ir sejas centra kubiskā struktūra, taču tai ir jāmainās, lai uz kuģa būtu tik daudz ūdeņraža. Materiālu zinātnieki zina, ka tad, kad tas notiek, tas var pieņemt divas citas struktūras, kas pazīstamas kā alfa un beta fāzes, kā arī šo fāžu maisījumu.

Kawasaki secinājums ir tāds, ka šo izmaiņu laikā metāla atomi netiek turēti stingrā cietā struktūrā un arī nevar pārvietoties pilnīgi nejaušā veidā. Tas padara to nedaudz līdzīgu šķidrumu. Faktiski fiziķi šāda veida materiālus sauc par kvazišķidrumu.

Tāpēc viņiem ir materiāls, ko viņi pēc vēlēšanās var pārveidot par gandrīz šķidrumu. Tam vajadzētu būt materiālu zinātnieku interesei. Nākamais posms būs izmaiņu izpēte, izmantojot dažādas metodes, piemēram, rentgenstaru difrakciju un, iespējams, KMR, kam vajadzētu atklāt, kas notiek ar vielu, kad tā no cietas vielas pārvēršas par kvazišķidrumu.

Kas attiecas uz lietojumiem, nav skaidrs, kur šādu kvazišķidrumu varētu izmantot lietderīgi. Ieteikumus, lūdzu, komentāru sadaļās.

Atsauce: arxiv.org/abs/1011.2776 : Palādija plākšņu anomāla deformācija ar nelielu gravitācijas spēku ūdeņraža absorbcijas un desorbcijas laikā

paslēpties