திரவ உலோகங்களில் உள்ள கூறுகள்

சில உலோகக்கலவைகள் திரவ நிலையில் அல்லது அறை வெப்பநிலையில் இருக்கும். இந்த உலோகக்கலவைகள் பொதுவாக காலியம் மற்றும் இண்டியம் (குறைந்த ஆற்றல் விளக்குகளில் பயன்படுத்தப்படும் கூறுகள்), தகரம் மற்றும் பிஸ்மத் (கட்டுமானங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்கள்) ஆகியவற்றால் ஆனவை. திரவ உலோகக் கலவைகளில் உள்ள தனிமங்களின் விகிதம் மற்றும் தன்மை, திரவ உலோகங்களின் மேற்பரப்பில் அசாதாரண நிகழ்வுகளை உருவாக்குகின்றன. அவை இன்றுவரை அரிதாகவே ஆராயப்பட்டன மற்றும் அது உலோகக் கலவைகளின் மேற்பரப்பை ஆக்கிரமிப்பதற்கான பகுதிகளுக்கு இடையிலான போட்டி ஆகும். கலவைகளின் மேற்பரப்பின் கலவை மையத்திலிருந்து வேறுபட்டது மற்றும் இந்த மேற்பரப்பு முன்னோடியில்லாத கலவைகள் மற்றும் பண்புகளுடன் புதுமையான பொருட்களை அறுவடை செய்ய பயன்படுத்தப்படலாம்.

முதல் முறையாக, UNSW சிட்னியின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறுகளுக்கு இடையிலான மேற்பரப்புப் போட்டி தொடர்பான நிகழ்வை மின்னணுவியலில் பயன்படுத்தக்கூடிய கலப்பு உலோக ஆக்சைடுகளை செய்வதற்கான அணுகுமுறையாகப் பயன்படுத்தலாம் என்று முன்மொழிந்தனர். இந்த அவதானிப்பு மின்னணு மற்றும் தொழில்களில் பயன்படுத்த திரவ உலோகங்களின் மேற்பரப்பில் இருந்து பெரிய இரு பரிமாண (2D) மின்னணுப் பொருட்களின் உற்பத்திக்கான புதிய எல்லைகளுக்கு வழிவகுக்கும். பாரம்பரியமாக, மின்னணு மற்றும் ஒளியியல் சாதனங்களை தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் புனையமைப்பு செயல்முறைகள் மிகவும் சுத்தமான சூழலில் மிக சுத்தமான பொருட்களுடன் கண்டிப்பாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழ்நிலையில் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. மிகச்சிறிய அசுத்தம் இறுதி சாதனத்தில் குறிப்பிடத்தக்க செயல்பாட்டு இழப்புக்கு வழிவகுக்கிறது. மாசுக்கள் சேர்க்கப்படும் போது இந்த செயல்முறைகள் இன்னும் முக்கியமானவை. இருப்பினும், புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட செயல்முறையால், மேற்பரப்பு செறிவூட்டல் மற்றும் ஊக்கமருந்து இயற்கையாக உலோகக்கலவைகளுக்குள் நடத்தப்படுகிறது மற்றும் மற்ற பகுதிகளால் மாசுபாடு தவிர்க்கப்படுகிறது.

திரவ உலோகங்களின் மேற்பரப்பு மற்றும் மையத்திற்கு இடையிலான வேறுபாட்டை ஆராய பிஸ்மத்-டின் உலோகக்கலவைகளின் உதாரணத்தை இங்கே ஆராய்ச்சியாளர்கள் காட்டினர். ஆச்சரியப்படும் விதமாக, இந்த உலோகக்கலவைகளில், திரவ கலவைகளில் பிஸ்மத்தின் அதிக செறிவுகளில் கூட பிஸ்மத் உள்ளடக்கங்களில் பெறப்பட்ட நானோஷீட்களில் தகரத்தை விட சிறியதாக இருந்தன.

“திரவ உலோக இடைமுகங்களின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செறிவூட்டலைப் பயன்படுத்தி, ஊக்கமருந்து உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி அடுக்குகளை அறுவடை செய்வதன் மூலம், வழக்கமான செயல்முறைகளின் சிக்கலைத் தணித்து, விளைவுகளின் மீது அதிக அளவு கட்டுப்பாட்டை அடைய முடியும்” என்று டாக்டர் முகமது பாகர் கூறினார். “இங்கே நிரூபிக்கப்பட்ட யோசனை, மின்னணு மற்றும் ஒளியியல் தொழில்களில் பெரிய அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கான குறைக்கடத்தி பொருட்களின் வடிவமைப்பிற்கான பல செயல்முறைகளை பாதிக்கும் உண்மையான ஆற்றலை வழங்குகிறது” என்று இந்த ஆய்வின் தொடர்புடைய எழுத்தாளரும் மையத்தின் இயக்குநருமான பேராசிரியர் கவுரோஷ் கலந்தர்-ஜாதே கூறினார்.

References:

• Daeneke, T., Khoshmanesh, K., Mahmood, N., De Castro, I. A., Esrafilzadeh, D., Barrow, S. J., … & Kalantar-Zadeh, K. (2018). Liquid metals: fundamentals and applications in chemistry. Chemical Society Reviews, 47(11), 4073-4111.
• Yan, J., Lu, Y., Chen, G., Yang, M., & Gu, Z. (2018). Advances in liquid metals for biomedical applications. Chemical Society Reviews, 47(8), 2518-2533.
• March, N. H. (2005). Liquid metals: concepts and theory. Cambridge University Press.
• Cox, D. L., & Jarrell, M. (1996). The two-channel Kondo route to non-Fermi-liquid metals. Journal of Physics: Condensed Matter, 8(48), 9825.