Los metales líquidos y las aleaciones tienen propiedades excepcionales que los hacen adecuados para aplicaciones de generación y almacenamiento de energía eléctrica.
Los metales líquidos a base de galio de bajo punto de fusión se utilizan como fluidos de intercambio de calor para enfriar la electrónica integrada y en la fabricación de dispositivos electrónicos flexibles y reconfigurables y robótica suave.
El galio es un metal enigmático con características físicas notables que incluyen un punto de fusión anormalmente bajo justo por encima de la temperatura ambiente, uno de los rangos de líquido más grandes de cualquier elemento y una contracción de volumen en la fusión similar a la observada para el agua.
A diferencia de las disposiciones periódicas regulares de los átomos en los sólidos cristalinos, el estado líquido es característicamente desordenado. Los líquidos pueden fluir y sus átomos se mueven caóticamente como en un gas.
Sin embargo, a diferencia de un gas, las fuertes fuerzas cohesivas en los líquidos producen un grado de orden a escala local. Comprender cómo cambia este orden a altas presiones y temperaturas es importante para el desarrollo de materiales con propiedades físicas novedosas o para operar bajocondiciones extremas y es clave para comprender los procesos en interiores terrestres y exoplanetarios profundos, como la formación de núcleos metálicos y la generación de campos magnéticos.
En un nuevo estudio dirigido por científicos de la Universidad de Bristol y publicado en la revista Cartas de revisión física , las mediciones de difracción de rayos X de sincrotrón in situ realizadas en Diamond Light Source, Reino Unido, de la curva de fusión, la densidad y la estructura del galio líquido se informan a presiones de hasta 26 GPa utilizando una celda de yunque de diamante calentada resistivamente para generar estas condiciones extremas.
Los resultados de las simulaciones ab initio Molecular Dynamics, ejecutadas en la supercomputadora "BlueCrystal fase 4" del Centro de Investigación de Computación Avanzada de la Universidad de Bristol, están en excelente acuerdo con las mediciones experimentales.
Los estudios previos predicen que las estructuras líquidas de galio y otros metales se desarrollan a partir de configuraciones complejas con bajos números de coordinación a presión ambiente a arreglos simples de "esfera dura" a alta presión.
Sin embargo, utilizando el análisis de conglomerados topológicos, los investigadores encontraron una desviación significativa de este modelo simple: incluso a presiones extremas se mantiene el orden local en galio líquido, con la formación de regiones de baja entropía local que contienen motivos estructurales con simetría de cinco veces y cristales.como ordenar
El autor principal, el Dr. James Drewitt, de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Bristol, dijo: "Esta aparición sorprendentemente inesperada de motivos de baja entropía configuracional en galio líquido a alta presión potencialmente proporciona un mecanismo para la promoción de fases de vidrio metaestables debajo de la fusióncurva.
"Esto abre una nueva vía de investigación para futuros estudios experimentales y teóricos para explorar los fundidos templados a alta presión a alta presión que conducen a la producción de nuevos materiales metálicos de vidrio"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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