Вчені відкрили новий стан матерії, що поєднує властивості твердого тіла і рідини

Вчені відкрили новий стан речовини, у якому атоми можуть одночасно існувати як у твердому, так і в рідкому стані. Дослідники назвали цей феномен «корельованою переохолодженою рідиною». У цьому стані частина атомів залишається нерухомою, утворюючи своєрідне кільце, яке утримує всередині рухливі атоми рідини. Такі рідини зберігають свою текучість навіть при температурах, що значно нижчі за точку замерзання.

Під час експериментів науковці з університетів Ноттінгема та Ульма спостерігали за поведінкою наночастинок металів, зокрема платини, золота та паладію, за допомогою електронного мікроскопа. Вони розміщували частинки металу на надтонкій підкладці з графену, який слугував своєрідною гарячою поверхнею. Коли наночастинки плавилися, частина атомів починала рухатися, як у звичайній рідині, однак деякі атоми залишалися нерухомими, фіксуючись на дефектах графену.

Дослідники виявили, що за допомогою контрольованих електронних імпульсів можна збільшити кількість таких зафіксованих атомів. Коли навколо рідкої краплі металу сформувалося повне кільце зі стаціонарних атомів, всередині утворилася пастка, у якій рідина залишалася рухливою навіть при охолодженні на понад 1000°C нижче точки замерзання. Наприклад, платина залишалася рідкою при температурі 350°C , хоча зазвичай вона твердіє при набагато вищих значеннях.

Співавтор дослідження, професор Андрій Хлобистов з Університету Ноттінгема, зазначив, що цей результат може свідчити про створення нового виду речовини, який поєднує властивості твердого тіла та рідини. Коли така рідина зрештою переходить у твердий стан, вона утворює не кристалічну структуру, а нестійку аморфну, подібну до скла.

Науковці припускають, що це відкриття може мати важливе практичне застосування, зокрема у промисловому каталізі, де використовуються метали, як-от платина. Співавтор роботи доктор Жесум Алвеш Фернандес вважає, що нова форма речовини може відкрити шлях до створення «самоочисних каталізаторів» із підвищеною ефективністю та довговічністю. Результати дослідження опубліковані в журналі ACS Nano.