ახალი კვლევის შედეგები, რომელსაც პენსილვანიის უნივერსიტეტის ქიმიის დეპარტამენტის მეცნიერები ხელმძღვანელობენ, ცხადყოფს, თუ როგორ შეიძლება უფრო მკვრივი და სტაბილური სათვალეების ან სხვა მსგავსი პროდუქტების შექმნა. თავის მხრივ, ეს ახალი პროგრამებისა და მოწყობილობების განვითარებას უზრუნველყოფს.
კვლევაში აღწერილია თხელ ფირებში მოთავსებული ახალი ტიპის სითხე, რომელიც საბოლოოდ მაღალი სიმკვრივის მინას ქმნის. მინა, ჩვეულებრივ, სითხის გამკვრივების, ან “წონასწორობიდან გამოსვლის შედეგად იქმნება, როდესაც იგი შესაბამის ტემპერატურამდე გაცივდება. მისი სტრუქტურა ძალიან ჰგავს თხევად ფაზას, მაგრამ თვისებები მყარი ნივთიერებების, კერძოდ, ბროლის მსგავსია.
სათვალეები, რომლებიც ნანომეტრის ზომის ულტრათხელ ფილებად გარდაიქმნება, ფართოდ გამოიყენება ისეთ პროგრამებში, როგორიცაა OLED ეკრანები და ოპტიკური ბოჭკოები. მაგრამ როდესაც ამ ტიპის სათვალე კვლავ თხევადის მსგავს მდგომარეობას დაუბრუნდება, შედეგად მიღებული მასალა, შესაძლოა, წვეთების წარმოქმნის ან კრისტალიზაციისკენ იყოს მიდრეკილი.
ამასთან, კარგი ხარისხის სათვალეების გასაკეთებლად, მკვლევრებმა გაგრილების ნაცვლად, ორთქლის დაგროვების მეთოდს მიმართეს. ორთქლის დეპონირების დროს მასალა მყარ მდგომარეობაში გადადის. მიუხედავად იმისა, რომ ამ მეთოდმა გაამართლა, არსებობდა საფუძვლიანი ვარაუდი, რომლის თანახმადაც თხელ მინას მაინც ექნება თხევადის მსგავსი თვისებები.
დოქტორანტმა ნოჰ ინი ჯინმა, რომელიც ზაჰრა ფახრაის ლაბორატორიაში მუშაობდა, ჩაატარა ექსპერიმენტი და აღმოაჩინა, რომ ზემოთ ხსენებული ვარაუდი სიმართლეს არ შეესაბამებოდა. ჯინმა რამდენიმე წელი გაატარა დეტალური ექსპერიმენტების ჩასატარებლად, დაწყებული მინის სუბსტრატის, თვისებების შეცვლით, დამთავრებული დეპონირების სიჩქარის ცვალებადობით.
ყველა აუცილებელი საკონტროლო ექსპერიმენტის ჩატარების შემდეგ მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ ორთქლის დეპონირების გამოყენებისას მათ სხვა ტიპის სითხე მიიღეს. “ორ თხევად სითხეს სხვადასხვა სტრუქტურა აქვს, გრაფენისა და ალმასის მსგავსი, რომლებიც ნახშირბადისგან დამზადებული მყარი ნივთიერებებია, მაგრამ ძალიან განსხვავებული ფორმებით არსებობს. ჩვენს შემთხვევაში ბევრი საინტერესო თვისება აღმოვაჩინეთ, რასაც არავინ ელოდა. ეს ახალი ტიპის მასალაა” – ამბობს ფარხაი.
ასე რომ, ორთქლის დეპონირების გამოყენებით, მკვლევრებს შეუძლიათ, ძალიან მკვრივი თხელ ფენიანი სათვალეები შექმნან. ამის დასადასტურებლად, მეცნიერებმა დეტალური სტრუქტურული ინფორმაცია მიიღეს, რომელიც აჩვენებს, თუ როგორ “იფუთება” ცალკეული მოლეკულები. სწორედ ეს ანალიზი დაეხმარა მათ იმის დანახვაში, რომ მიღებული მასალა მინის სრულიად ახალი ტიპი იყო და არა – ბროლი.
მკვლევართა მიერ ქამდე შეგროვებულ მონაცემებზე დაყრდნობით წარმოშობილი ჰიპოთეზის თანახმად, ამ უნიკალურ ფაზაზე წვდომის შესაძლებლობა მინის გეომეტრიასთანაა დაკავშირებული. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ ამ კვლევამ, შესაძლოა, სხვა ტიპის მასალებშიც გამოიწვიოს გარკვეული ცვლილებები – მაგალითად, მეტალში.
როგორც ცნობილია, ამ ეტაპზე ფახრაის ლაბორატორიის მკვლევრები შემდგომ ექსპერიმენტებზე მუშაობენ, რათა მთელი პროცესი დეტალურად გამოიკვლიონ. ამასთან, მკვლევრები აღნიშნავენ – “ვიმედოვნებთ, რომ ეს ფუნდამენტური გაგება უფრო მეტ პროგრამებს და მსგავსი უნარის, გაუმჯობესებული თვისებების მქონე ობიექტების შექმნის შესაძლებლობას მოგვცემს”.
