Thuật giả kim hiện đại: Biến xi măng thành kim loại

Mặc dù nó không phải là sự biến đổi chì thành vàng, nhưng sự biến đổi được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu có lẽ ấn tượng như thách thức giả kim thuật cổ điển đó. Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế gần đây đã thành công trong việc biến một phần xi măng thành kim loại.

Vật liệu thu được cho thấy độ dẫn điện cũng như khả năng chống ăn mòn rõ rệt - dẫn đến một số cân nhắc sơ bộ liên quan đến các ứng dụng trong vỏ bảo vệ, màng siêu mỏng (có thể hữu ích cho sản xuất màn hình LCD) và cả chip máy tính.

Làm thế nào để làm nên điều kỳ diệu của người Viking

Bởi vì nó được hình thành bởi canxi oxit - cũng như các khoáng chất phổ biến khác như silicon dioxide và nhôm oxit - dĩ nhiên, xi măng là một chất cách điện. Để chuyển đổi nó thành kim loại, các nhà nghiên cứu làm nóng vật liệu tới 2.000 độ C bằng tia laser, cuối cùng biến bột thành chất lỏng.

Sau đó, một phát minh gọi là "levitator khí động học" - sử dụng vòi bơm để bay lên bất kỳ vật liệu nào - rõ ràng đã được sử dụng để bay lên xi măng hóa lỏng. Quy trình này là cần thiết để vật liệu không bị dính vào các cạnh của vật chứa, điều này sẽ gây ra sự hình thành các tinh thể.

Quá trình khiến các electron (quả bóng màu xanh) cuối cùng bị mắc kẹt bên trong "lồng" canxi oxit Nguồn hình ảnh: Phát lại / ExtremeTech

Các loại khí khác nhau cũng được đưa vào buồng để sửa đổi thành phần hóa học của xi măng khi nó nguội thành dạng thủy tinh.

Kết quả là một cấu trúc bao gồm các oxit canxi và nhôm được hình thành theo cách mà các electron tự do kết thúc (trớ trêu thay) bị mắc kẹt bên trong các cấu trúc oxit canxi, do đó có thể dẫn điện - tương tự như những gì sẽ xảy ra với bất kỳ kim loại nào. .

Nhiều ứng dụng

Hiện tượng bẫy bẫy các electron trong các cấu trúc kết tinh là khá mới. Đến nay, hiện tượng này chỉ được quan sát thấy ở amoniac. Tuy nhiên, khả năng biến đổi chất cách điện rắn thành chất bán dẫn ở nhiệt độ phòng sẽ mang lại một số khả năng cho sử dụng công nghiệp.

Phép màu giả kim mới có thể đặc biệt hữu ích trong việc phát triển màn hình LCD - bên cạnh các ứng dụng công nghiệp khác. Nguồn hình ảnh: Sinh sản / Wikimedia Commons

Ngoài khả năng sử dụng vật liệu trong sản xuất màn hình LCD, các nhà khoa học tin rằng nếu một loại xi măng đặc biệt thực sự có thể được sản xuất ở quy mô lớn, sẽ dễ dàng tạo ra một lớp vỏ bảo vệ (bán dẫn) phù hợp cho nhiều mục đích. Hơn nữa, chính "phép màu" giả kim thuật có thể dẫn đến sự biến đổi các vật liệu cách điện khác thành chất bán dẫn.