Cum transformi cimentul lichid în metal

Cercetătorii au reuşit să creeze un nou tip de material din ciment, practic transformând cimentul într-un soi de metal, care permite conductivitate electrică. Procesul, pe cât de science-fiction pare, este unul bazat pe fizică şi chimie simplă.

Cimentul a fost transformat într-un conductor de electricitate printr-un proces numit "prinderea electronilor" sau "blocarea electronilor", un fenomen văzut până acum doar în soluţii de amoniac, după cum scrie Phys.org.

"Acest proces de blocare a electronilor şi transformare a cimentului lichid în metal lichid a fost descoperit recent, dar nu a fost explicat în detaliu până acum", a declarat Chris Benmore, unul dintre realizatorii studiului şi angajat al Departamentului pentru Energie al Statelor Unite ale Americii. "Acum că am descoperit care sunt condiţiile necesare pentru a crea electroni blocaţi în materiale, putem dezvolta şi testa alte materiale, pentru a vedea dacă le putem transforma în conductori de electricitate", a mai spus Benmore.

Oamenii de ştiinţă au studiat mayenitul, un component din ciment, sub forma aluminaţilor de calciu. Acesta este format din calciu şi oxizi de aluminiu. Ei au topit acest material la temperaturi de 2.000 de grade Celsius, folosind un levitator aerodinamic şi bombardarea materialului cu laser. Materialul a fost apoi procesat în diferite condiţii pentru a controla modul în care se formează punţile de oxigen în procesul de formare al sticlei. Levitatorul a ţinut lichidul departe de orice suprafaţă a containerului, deoarece altfel ar fi format cristale. Acest lucru a permis lichidului să se răcească într-o formă "sticloasă" care permite blocarea electronilor înauntru, astfel încât materialul a devenit un conductor.

Practic, cercetătorii au descoperit că folosind această metodă a levitatorului au putut bloca electronii în "cuşti" care se formează de obicei în sticlă. Prezenţa acestora în interior asigură un mecanism de conductivitate similar procesului din metale.

Materialul rezultat, practic o sticlă metalică, are atribute bune: rezistenţă la coroziune îmbunătăţită faţă de metalele tradiţionale, mai puţină fragilitate decât sticla tradiţională, conductivitate, pierderi mai mici de energie electrică în câmpuri magnetice şi o fluiditate mai mare. Până acum, doar metalele au putut fi aduse într-o formă de sticlă metalică.

Ce este sticla metalică? Vorbim practic de metale amorfe, aliaje. Majoritatea metalelor sunt cristaline în starea lor solidă şi au atomii aranjaţi într-o formă clară. Metalele amorfe nu sunt cristaline şi au o structură asemănătoare sticlei. Dacă sticla obişnuită este un izolator, metalele amorfe au conductivitate electrică. Ele sunt produse prin răcire rapidă, iradierea idoului şi aliere mecanică. Momentan, aplicarea practică a acestora se poate regăsi în transformatoarele masive şi în cele de înaltă frecvenţă.

Unde ar putea fi folosită descoperirea? Cimentul lichid, prin proprietăţile sale de semiconductor, ar putea fi integrat în produsele electronice de larg consum. 

Ce este sticla metalică? Explicaţia poate fi în acest video