ماده‌ای با انبساط حرارتی صفر از ۴ تا ۱۴۰۰ کلوین کشف شد

به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، در طراحی یک فضاپیما یا هواپیما باید در نظر گرفت که گرمای شدید هنگام پرتاب و سرمای شدید فضا چگونه بر آن تأثیر می گذارد. در واقع ، مواد کمی وجود دارند که بتوانند بدون تغییر شکل در برابر این تغییرات دمایی مقاومت کنند.

اکنون یک گروه از دانشمندان دانشگاه "نیو ساوث ولز" (UNSW) ماده ای را تولید کرده اند که انبساط حرارتی صفر را در محدوده چهار تا ۱۴۰۰ کلوین (منفی ۲۶۹ تا مثبت ۱۱۲۶ درجه سانتی گراد) نشان می دهد.

از این بهتر اینکه این ماده اغلب از عناصر موجود و در دسترس از جمله اسکاندیم، آلومینیوم، تنگستن و اکسیژن تشکیل شده است. از بین این عناصر، فقط اسکاندیم نادر و گران است و دانشمندان در حال حاضر به دنبال گزینه بهتری برای جایگزینی آن هستند.

"انبساط حرارتی" (Thermal expansion) تمایل ماده به تغییر در حجم در مقابل تغییر در دما است.

شاید بزرگ ترين نکته این کشف این باشد که کاملا تصادفی صورت گرفته است.

"نیراج شارما" دانشیار UNSW اظهار‌کرد: ما در حال انجام آزمایشاتی با این مواد همراه با تحقیقات مبتنی بر باتری خود برای اهداف غیرمرتبط بودیم و بطور اتفاقی با این ویژگی خاص این ترکیب خاص رو به رو شدیم.

اکنون "شارما" و همکارانش در تلاشند تا بفهمند که این ماده دقیقاً چگونه کار می کند. آن ها حدس می زنند که شاید طول پیوندها، زوایا و موقعیت های اتم اکسیژن در هماهنگی با یکدیگر تغییر می کند تا حجم کلی سالم باقی بماند.

" شارما" می گوید: آیا این ویژگی مربوط به گسترش طول پیوندها است؟ آیا جابجایی اتم های اکسیژن است؟ یا آیا کل این چند وجهی در حال چرخش است؟ ما سه عامل داریم که با هم همبستگی دارند.

او ادامه داد: در این مرحله مشخص نیست که کدام یک از این عوامل در ایجاد این ویژگی ثبات در طیف وسیعی از دما مؤثر هستند. ما در حال بررسی بیشتر برای دریافت این سازوکار هستیم.

دانشمندان مواد جدید خود را "اورتورهومبیک" با نام کامل "orthorhombic Sc۱.۵Al۰.۵W۳O۱۲" نامیده اند و کاربردهای مختلفی از طراحی در صنعت هوا فضا گرفته تا دستگاه های الکترونیکی و حتی تجهیزات پزشکی را برای آن متصور هستند.

این مطالعه در مجله Chemistry of Materials منتشر شده است.