Sciencemag.cz
Doporučujeme
Gallium jako prvek známe skoro 150 let, jak to vypadá, stále je ale u něj co objevovat. Víme, že gallium má na kov zajímavé vlastnosti, třeba nízkou teplotu tání (30 °C). Používá se zejména jako polovodič, ale také v telekomunikacích, LED diodách a laserových diodách, solárních panelech, vysoce výkonných počítačích, leteckém a vojenském průmyslu a jako alternativa rtuti v teploměrech.
Překvapivý nový objev se týká chování galia na atomární úrovni.
Gallium v pevné fázi má menší hustotu než kapalina. Na rozdíl od většiny kovů existuje gallium ve formě dimerů, s kovalentními vazbami, v nichž atomy sdílejí elektrony, což je pro kovy rovněž neobvyklé. Nová studie ukazuje, že tyto vazby sice při teplotě tání zanikají, ale při vyšších teplotách se znovu objevují (i když materiál je při rostoucí teplotě kapalný). To je v rozporu s dlouholetými předpoklady a vyžaduje nové vysvětlení nízké teploty tání galia, jak se ukazuje, nejde (jen) o zánik formy dimeru. Vědci navrhují, že klíčem může být velký nárůst entropie.
Pochopení přesných procesů v galliu a zejména toho, jak se jeho struktura mění s teplotou, je důležité pro pokrok v nanotechnologiích. Tento kov může totiž nacházet stále větší uplatnění k rozpouštění jiných kovů, což usnadňuje vytváření katalyzátorů z tekutých kovů a samosestavujících se struktur. Mimochodem, průvodní tisková zpráva University of Auckland také praví: „Vědci pátrající po stopách minulého života na Marsu vidí potenciál gallia jako chemického otisku prstu uchovávajícího stopy minulého mikrobiálního života.“ (Poznámka PH: souvislost gallia a života na Marsu tedy na první přečtení patrná zrovna není.)
Stephanie Lambie et al, Resolving decades of debate: the surprising role of high-temperature covalency in the structure of liquid gallium, Materials Horizons (2024). DOI: 10.1039/D4MH00244J
Zdroj: University of Auckland / Phys.org
