آلیاژی آفتاب‌پرست

محققان با الهام از آفتاب‌پرست که در برابر تغییر رنگ محیط پاسخ می‌دهد، روشی ارائه کردند که در آن فلز مایع و احتمالا فلزات جامد، بتوانند در پاسخ به گرما، ساختار سطحی خود را تغییر دهند.

پژوهشگران دانشگاه ایالتی آیووا در مقاله‌ای با عنوان Chameleon Metals: Autonomous Nano-Texturing and Composition Inversion on Liquid Metals Surfaces” که در نشریه Angewandte Chemie به چاپ رساندند نشان دادند که چگونه ذرات بسیار کوچک از آلیاژ فلزی در اثر گرمادهی می‌توانند سطح خود را با استفاده از نانوسیم یا کره تغییر دهند.

مارتین تو از محققان این پروژه می‌گوید: شما با کنترل گرما می‌توانید الگوی سطح را کنترل کنید. این فناوری می‌تواند الهام‌بخش طراحی سیستم‌های آلیاژی هوشمند باشد که در آن‌ها عوامل محیطی نظیر دما می‌تواند روی ساختار ترکیب شیمیایی اثر گذارد و این کار برای کاربردهای مختلفی نظیر حسگری یا کاتالیست مورداستفاده قرار گیرد.

این گروه تحقیقاتی برای انجاماین پروژه با آلیاژ فلزی از جنس گالیم ایندیم قلع کار خود را آغاز کرد. این آلیاژ روی سطح یک زیرلایه صاف تثبیت می‌شود. زمانی که ذرات گرمادهی می‌شوند، ضخامت سطح و سفتی آن تغییر کرده و صلب می‌شوند. در نهایت سطح شکسته می‌شود و به این ترتیب فلز مایع درون آن به سطح می‌رسد. گالیم که واکنش‌پذیرترین است ابتدا می‌شکند. گرمای بیشتری توسط گالیم به سطح می‌رسد و این کار موجب منور شدن قلع می‌شود.

این حرکت از زیرلایه به سطح موجب می‌شود که ذرات فلز مایع به‌صورت مستمر تغییر کنند و ترکیب شیمیایی عوض شود. این ذرات به سطح معینی از دما پاسخ داده و هر عنصر با یک دمای خاصی رهاسازی می‌شود. در نتیجه می‌توان گفت که این آلیاژ رفتاری شبیه به آفتاب‌پرست داشته با این تفاوت که آفتاب‌پرست به تغییر نور پاسخ می‌دهد اما در اینجا به تغییرات دما پاسخ داده می‌شود و تغیر رنگ اتفاق می‌افتد.

با این فناوری محققان می‌توانند پاسخ دقیق فلزات را پیش‌بینی و برنامه‌ریزی کنند و از آن برای فعالیت‌هایی نظیر کاتالیزور استفاده کنند.