Ученые Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США нашли способ менять химический состав особой разновидности цемента – майенита. С помощью этой реакции он может превращаться из изолятора в прозрачный проводник и обратно, а также способен производить аммиак и использоваться в качестве полупроводника для плоских индикаторных панелей.
Применив компьютерное моделирование и проведя лабораторные исследования, инженеры показали, как небольшие изменения в составе материала приводят к существенной трансформации свойств стекла и, в потенциале, позволяют увеличить контроль над процессом его формирования.
«Мы хотели избавиться от индия и галлия, которые сейчас применяются в большинстве индикаторных панелей, — сказал Петр Сушко, один из участников исследования. — Изыскания привели нас к тому, что мы заменили их распространенными нетоксичными элементами, такими как кальций и алюминий».
Разработан новый вид умного стекла — гибкое и дешевое
Кейсы
Ученые взяли за основу описанный несколько лет назад эксперимент Хидео Хосоно из Токийского технологического института, и обнаружили, что отрицательно заряженные анионы образуют пары между положительно заряженными атомами кальция или алюминия, заменяя отрицательно заряженные атомы кислорода, которые обычно можно обнаружить в металлах, пишет EurekAlert.
Новые связи оказались слабее и лучше поддавались контролю — ученые смогли управлять температурой перехода, меняя объем заряженных анионов. «Эта работа не только показала, как формируется стекло, — сказал Льюис Джонсон, соавтор работы, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, — но и дала нам новый инструмент для управления этим процессом».