ACS Nano: открыто новое состояние переохлажденной жидкости

Международная группа исследователей выяснила, что часть атомов в жидком металле может оставаться неподвижной даже при экстремально высоких температурах. Это неожиданное поведение оказалось ключом к формированию необычного состояния вещества — так называемой «загнанной в ловушку» переохлажденной жидкости. Работа опубликована в журнале ACS Nano.

Обычная картина жидкостей предполагает, что их атомы беспорядочно движутся, постоянно сталкиваются и меняются местами. Но ученые из Университета Ноттингема и Университета Ульма доказали: часть атомов вовсе не участвует в этом хаотическом движении. Они остаются зафиксированными на дефектах поверхности, на которой расплавлен металл, и способны полностью изменить процесс его кристаллизации.

Эксперименты проводились с помощью просвечивающего электронного микроскопа SALVE — уникального инструмента, позволяющего наблюдать за поведением отдельных атомов в реальном времени. На ультратонкий слой графена наносили наночастицы платины, золота и палладия, нагревали их до плавления и отслеживали движение атомов. Большинство из них вело себя предсказуемо, но часть неожиданно оставалась неподвижной, несмотря на высокую температуру. Эти «приклеенные» атомы удерживались точечными дефектами графена и не участвовали в жидком движении.