Учёные из Великобритании и Германии открыли новое состояние вещества - так называемую «загнанную в ловушку» переохлажденную жидкость. Как сообщает интернет-издание «Газета.Ru», описание их работы опубликовано в журнале ACS Nano.
Авторами исследования являются сотрудники британского университета Ноттингема и немецкого университета Ульма. Они провели эксперименты с помощью просвечивающего электронного микроскопа SALVE - инструмента, позволяющего наблюдать за поведением отдельных атомов. Учёные наносили на ультратонкий слой графена наночастицы платины, золота и палладия, нагревали их до температуры плавления и следили за движением атомов. Большинство из них вело себя как обычно, но часть оставалась неподвижной, несмотря на высокую температуру. Эти «приклеенные» атомы удерживались точечными дефектами графена и не участвовали в движении.
Ученые научились управлять количеством таких неподвижных атомов, повышая концентрацию дефектов электронным пучком. Это позволило проследить, как именно «приклеенные» атомы влияют на затвердевание металла. Оказалось, что если неподвижных атомов немного, то жидкость превращается в обычный кристалл. Но если их количество растет, то кристаллизация срывается: металл остается жидким даже при температурах на сотни градусов ниже точки замерзания.
Авторы открытия назвали его новым гибридным состоянием вещества, сочетающим свойства жидкостей и твердых тел. Физики доказали, что часть атомов вовсе не участвует в хаотическом движении в веществе расплавленных металлов. Они подчеркнули, что такие атомы способны полностью изменить процесс его кристаллизации.
Ученые отметили, что такие эффекты могут оказаться важными для катализа: платина на углероде является одним из самых популярных катализаторов в мире. По мнению авторов работы, нестандартное поведение «связанных» атомов может объяснить неизвестные ранее особенности работы катализаторов и помочь создавать более долговечные и самоочищающиеся материалы.
Специалисты полагают, что дальнейшее развитие метода позволит формировать более сложные и протяженные атомные ловушки. Это, в частности, может помочь создавать новые материалы для чистой энергетики — от хранения энергии до конверсии топлива.
