Kapat

Tokyo Üniversitesinden Cam Oluşturma Yeteneği Araştırması

Cam çoğu insan tarafından bilinen ve tarih boyunca güvenle kullanılan bir maddedir. Bununla birlikte, cam maddesinde gördüğümüzden daha fazlası var. Cam aslında herhangi bir şekle sahip olmayan ve sıvı ile oldukça fazla ortak özellik gösteren malzemelerden biridir. Rastgele bir düzenlemede atomik seviyeyi dikkate alarak daha benzer olanlara kilitlenmiş atomları içerir.

Bir maddenin camsı davranış gösterme eğilimi “cam oluşturma yeteneği (glass-forming ability)” olarak bilinir. Silikon bazlı diğer malzemelerin kullanıldığı alanlardaki verimliliği ise araştırmacıların neden bu malzemeyi araştırmaya eğilim gösterdiğini anlamaya yardımcı olmaktadır. Tokyo Üniversitesi’ndeki Sanayi Bilimleri Enstitüsü’nde bir araya gelen araştırma grubu, yalnızca yerel atomik yapısal düzen derecesine dayanan camsı malzemelerin dinamiklerini tahmin eden yeni bir fiziksel model tanıttı. Cam oluşturma yeteneğini tek bir harici parametre ile ayarlanabilen iki model sistemi simüle ederek araştırdı. Tokyo Üniversitesi’ndeki bilim adamları, camsı bir sıvının dinamiklerinin atomik seviyedeki yerel yapısal düzene dayanarak nasıl tahmin edilebileceğini göstermek için bilgisayar simülasyonlarını kullandılar. Bu çalışma, cam geçişinin daha derin şekilde anlaşılmasına yol açabilir.

Araştırma grubu üyesi Hajime Tanaka, cam oluşturma yeteneğinin genellikle kristal oluşumuna yol açan yerel dizileri bastıran zorlayıcı etkileri etkisi altına aldığını belirtmiştir. Ayrıca Tanaka bulgularının, bu davranışın ‘termodinamik arayüz cezası’ olarak adlandırılan tek bir parametre tarafından yönetildiğini gösterdiğini de açıklamıştır.

Cam Oluşturma Yeteneği Araştırmaları

Eğer malzeme farklı bileşenlerin bir karışımı olursa, soğutma sırasında doğal şekilde davranmaya çalışan farklı sistemler arasındaki rekabet camın bir formasyonunun ortaya çıkmasına yol açabilir. Ekip iki genel sisteme bakarak, meydana gelen şeyin temel bir anlayışını kavrayabilmek için bu oluşum sürecine katkıda bulunan faktörlerden bazılarını ayırmayı başardı. Kapsamlı bilgisayar simülasyonları gerçekleştirerek, yerel sıra ve genel dinamikler arasındaki ilişkiyi doğrulayabildiler.

Camsı malzemelerdeki atomların hareketini kontrol eden fizik inanılmaz derecede karmaşıktır ve hala tam olarak anlaşılamamıştır. Araştırma grubu liderlerinden John Russo, araştırmalarının cam oluşturma yeteneğini kontrol etme konusunda genel fiziksel bir prensip kazandırabileceğini düşünmektedir. Bulguların genel sistem arasındaki sergilenen camsı davranışların anlaşılmasında faydalı olacağı düşünülmektedir. Elde edilen verilerin yapısal, manyetik, elektronik, manyetik yük veya çift kutup ile alakalı bilgiler de taşıyacağı öngörülmektedir.

Metalik alaşımlar ve faz değişim malzemeleri gibi malzemelerin sentezini ve işlenmesini kontrol etmek için temel bulguları kullanma olasılığı, malzeme biliminin birçok alanında fiziğe dayalı tasarımın önünü açmaktadır.

Kaynak

https://www.iis.u-tokyo.ac.jp/en/news/3201/

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180516123715.htm

Sizin için önerdiklerimiz:

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir