โลหะที่ไม่ดีอาจไม่เลวร้ายนัก – อย่างน้อยก็ไม่ใช่สำหรับนักทฤษฎีต่างจากโลหะทั่วไปที่อิเล็กตรอนเดินทางได้อย่างอิสระโดยมีปฏิสัมพันธ์เพียงเล็กน้อยและมีความต้านทานน้อย โลหะที่ไม่ดีมีอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ช้าและแสดงความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งกับเพื่อนบ้าน พฤติกรรมนี้ผิดปกติมากสำหรับโลหะที่นักฟิสิกส์มองว่าไม่เข้ากันกับทฤษฎีที่มีอยู่
ทีมนานาชาติที่นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย
เทคโนโลยีเวียนนาในออสเตรียพบว่าอาจเป็นไปได้ที่จะอธิบายโลหะที่ไม่ดีด้วยทฤษฎีทั่วไป การค้นพบนี้อิงจากสเปคโทรสโกปีของผลึกโลหะที่สามารถทำเป็นฉนวนโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีเล็กน้อย อาจทำให้เราเข้าใจวัสดุ เช่น ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง ซึ่งยังขาดทฤษฎีที่สมบูรณ์
เมื่อเปลี่ยนโลหะเป็นฉนวนนำโดยAndrej Pustogowทีมงานมุ่งเน้นไปที่วัสดุโลหะที่เรียกว่าเกลือถ่ายโอนประจุโมเลกุล ผลึกเดี่ยวคล้ายจานเหล่านี้มีขนาดประมาณ 1 x 1 x 0.3 มม. 3และสามารถปลูกได้ในห้องปฏิบัติการโดยใช้เทคนิคไฟฟ้าเคมี แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะใช้คุณสมบัติของโลหะ แต่ถ้ามีซีลีเนียมจำนวนเล็กน้อยรวมอยู่ในโครงสร้าง พวกมันจะกลายเป็นฉนวน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ที่จุดเปลี่ยนผ่านระหว่างโลหะและฉนวน (เรียกว่าการเปลี่ยนผ่านของ Mott) ความต้านทานไฟฟ้าของผลึกจะมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งในความเป็นจริง ใหญ่กว่ามากเกินกว่าที่ควรจะเป็นได้ตามทฤษฎีทั่วไปของโลหะ
Pustogow และเพื่อนร่วมงานสงสัยว่าผลกระทบนี้อาจขึ้นอยู่กับความถี่ เพื่อทดสอบสมมติฐาน พวกเขาศึกษาค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุ ซึ่งเป็นค่าการนำไฟฟ้าเมื่อมีสนามไฟฟ้าสลับกัน (“ออปติคัล” ในบริบทนี้ครอบคลุมช่วงความถี่ทั้งหมด ไม่ใช่แค่ส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า) ในเทคนิคของพวกเขา พวกเขาใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าในรูปแบบที่เป็นฉนวน ผลึกมีความโปร่งใสต่อแสงอินฟราเรดเหนือ ช่วงความยาวคลื่นสูง เช่น แก้ว
เมื่อพวกเขาวัดปริมาณแสงที่โลหะเสียนี้
สะท้อนและส่งที่ความถี่อินฟราเรดที่ต่างกัน พวกเขาพบว่าในขณะที่แทบไม่นำกระแสแสงใดๆ ที่ความถี่แสงน้อย แต่ก็มีพฤติกรรมเหมือนโลหะทั่วไปที่ความถี่สูง ซึ่งนำกระแสอินฟราเรดได้ดี
ข้อบกพร่องอาจต้องรับผิดชอบ
Pustogow และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าข้อบกพร่องหรือสิ่งเจือปนในระดับต่ำในวัสดุอาจเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมนี้ เมื่อวัสดุเปลี่ยนเป็นสถานะฉนวน สิ่งเจือปนจะไม่ได้รับการป้องกันอย่างเพียงพอโดยเฟสโลหะอีกต่อไป ดังนั้นจึงเริ่มป้องกันไม่ให้คริสตัลบางส่วนนำไฟฟ้า สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอนยังคงถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น (สัมพันธ์กัน) ในพื้นที่เหล่านี้แทนที่จะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุ
โลหะ ‘ไม่เต็มใจ’ สร้างสถานะใหม่ของสสาร”ผลของเราแสดงให้เห็นว่าออปติคัลสเปกโตรสโคปีเป็นเครื่องมือที่สำคัญมากสำหรับการตอบคำถามพื้นฐานในฟิสิกส์โซลิดสเตต” Pustogow กล่าว “ข้อสังเกตหลายอย่างซึ่งก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าต้องมีการพัฒนาแบบจำลองที่แปลกใหม่และแปลกใหม่ สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีที่มีอยู่ หากพวกมันขยายออกไปอย่างเพียงพอ”
งานใหม่นี้ยังสามารถทำให้เกิดความสดใสเกี่ยวกับฟิสิกส์ของตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูงหรือ “แหกคอก” วัสดุเหล่านี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับโลหะไม่ดีเนื่องจากอิเล็กตรอนมีความสัมพันธ์กันอย่างมาก ถูกค้นพบเมื่อครึ่งศตวรรษก่อน แต่ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้
นักวิจัยซึ่งรายงานผลงานของพวกเขาในNature Communicationsกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะทำการศึกษาที่คล้ายกันเกี่ยวกับโลหะที่ “แปลก” และวัสดุอื่นๆ ที่จัดอยู่ในประเภทที่ไม่ใช่เฟอร์มีของเหลว
ลูกบาศก์ 1.5 ซม. ก้อนเดียวของไม้ที่ผุพังนี้
สร้างแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 0.87 V ภายใต้ความเค้น 45 kPa ในขณะที่ไม้บัลซ่าที่ไม่ติดเชื้อสร้าง 0.015 V ไม้ที่ผ่านการบำบัดรักษาประสิทธิภาพการทำงานไว้ 500 รอบ เอาต์พุตทางไฟฟ้าเพิ่มขึ้นตามความเค้นเชิงกล เพิ่มขึ้นเป็น 1.32 V ที่ 100 kPa บล็อกไม้ผุเก้าชิ้นที่เชื่อมต่อแบบขนานสามารถจ่ายไฟให้กับ LED ได้เมื่อกดอย่างแรง
การวิเคราะห์ด้วยอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีและการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของไม้ที่ผุและไม่ผ่านการบำบัดแสดงให้เห็นว่าเชื้อราเปลี่ยนแปลงเนื้อไม้อย่างไร “เชื้อราที่ผุของไม้ที่เลือกไว้จะหลั่งเอนไซม์ที่ทำให้ลิกนินและเฮมิเซลลูโลสในเนื้อไม้ย่อยสลายได้ ในขณะที่เซลลูโลสยังคงไม่เสียหาย” เบอร์เกอร์ตกล่าวกับPhysics World “การผุของไม้ประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าการเลือกแยกประเภท กระบวนการนี้จะเปลี่ยนโครงสร้างและเคมีของผนังเซลล์ไม้ซึ่งช่วยเพิ่มคุณสมบัติของเพียโซอิเล็กทริกตามธรรมชาติของไม้”
ไม้แปรรูปสามารถช่วยให้อาคารเย็นลงได้นักวิจัยกล่าวว่าผลการวิจัยของพวกเขาบ่งชี้ว่าวัสดุดังกล่าวสามารถนำมาใช้ในการผลิตพื้นไม้ขนาดใหญ่ เช่น ในห้องบอลรูม ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากกิจกรรมของมนุษย์ได้
“ขณะนี้ เรากำลังดำเนินการในระดับสาธิตด้วยไม้ที่ได้รับการคัดสรร ซึ่งสามารถใช้สำหรับเซ็นเซอร์ที่รวมเข้ากับพื้นไม้ได้” เบอร์เกอร์ตกล่าว “ตัวอย่างเช่น ระบบเหล่านี้สามารถใช้เป็นระบบรักษาความปลอดภัยในพื้นไม้เพื่อตรวจจับความเครียดที่เกิดขึ้นได้ทุกประเภท ในแง่ของการผลิตไฟฟ้านั้นอยู่ที่ระดับการส่องสว่างของไฟ LED ดังนั้นในปัจจุบันการใช้งานในฐานะเซ็นเซอร์จึงเหมาะสมกว่า อย่างไรก็ตาม นี่เป็นก้าวแรก และขณะนี้เรากำลังปรับให้เหมาะสมสำหรับระบบที่ใช้ไม้ซึ่งเหมาะสำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงาน”
เนื่องจากการแยกองค์ประกอบของลิกนินระหว่างการติดเชื้อราทำได้เร็วกว่ามากในบัลซามากกว่าไม้อื่นๆ เช่น สปรูซ สน และเฟอร์ “ขั้นตอนต่อไปคือการใช้แนวคิดนี้สำหรับไม้พื้นเมืองและรวมวัสดุที่สร้างขึ้นในอาคารอัจฉริยะในอนาคต” เบอร์เกอร์ตกล่าวเสริม
Credit : eltinterocolectivo.com europeancrafts.net eyeblinkentertainment.com fitflopclearancesale.net fullmoviewatchonline.net
