蘇格蘭的研究人員報道了一種具有不尋常雙重特性的新型物質(zhì)。在高溫高壓引起的鏈熔化狀態(tài)下，鉀在固相和液相中都存在。
愛丁堡大學的研究人員研究了鉀的虛擬情況。他們把金屬暴露在極高的溫度和高壓下。他們的計算機模擬顯示了過熱和加壓的部件是如何進入鏈熔化狀態(tài)的。
此外，即使研究人員對模擬環(huán)境的溫度進行了很大的改變，鏈中的熔融鉀仍然保持著固態(tài)和液態(tài)的雙重狀態(tài)。
愛丁堡模擬結(jié)果表明，鏈的熔化狀態(tài)不僅是固相和液相之間的轉(zhuǎn)變。相反，這是一個永久的問題。
當研究人員在虛擬環(huán)境中進行實驗時，他們對現(xiàn)實世界中熔融鉀的性質(zhì)有很好的了解。
愛丁堡的研究人員安德烈亞斯赫爾曼解釋說：“它看起來和感覺上都像固體，所以你可以撿起來，然后它的液體部分可能會泄漏出來?！?但是一旦液體從材料中流失，一些固體部分就會熔化來補充液體."(相關(guān)：等離子體的新電解工藝可以為可再生能源打開新的大門。)
鉀在高壓下表現(xiàn)異常，那么如果加入高溫會怎么樣呢？
赫爾曼和他的同事進行的早期實驗證實了鉀的行為異常。當它們將極活躍的金屬置于相當大的壓力下時，這種元素會生成具有獨特結(jié)構(gòu)的晶體。壓力條件導致鉀原子排列從簡單到復雜的變化。它形成兩個獨立的晶格編織在一起。
在他們的最新研究中，愛丁堡的研究人員修改了這個方案。除了極端壓力，他們還對鉀施加高溫。
為了擴大可用于測試的原子數(shù)量，他們將機器學習技術(shù)應用于其模擬。他們改進的計算機模型產(chǎn)生了多達20，000個單個原子。
他們最新的模擬結(jié)果顯示，在極高的溫度和壓力下，鉀的作用更加奇特。它的原子仍然產(chǎn)生兩種晶格，但每種結(jié)構(gòu)都表現(xiàn)出不同的特征。
晶格有緊密相連的原子。即使結(jié)構(gòu)受到相當大的熱量，框架仍保持在固相。
然而，另一個晶格停止發(fā)射可探測的信號。它的原子變得不連續(xù)和無序，這表明它們正在從固體向液體過渡。
處于兩相鏈熔融狀態(tài)的鉀，部分保持固態(tài)，部分保持液態(tài)。即使溫度升高幾百度，也不會改變樣品。
其他元素也可能達到鏈熔化狀態(tài)。
當受到巨大的壓力時，其他元素也會產(chǎn)生兩個互鎖的晶格。其中一些在元素周期表中接近鉀，而另一些在表顯示的其他地方。
赫爾曼認為，如果這些行為異常的元素暴露在高熱和高壓下，它們可能同時獲得鉀的固相和液相。他還建議使用他的團隊的機器學習系統(tǒng)來測試這些元素進入鏈融合狀態(tài)的能力。
赫爾曼說：“這就是原理的證明：一種廉價的計算技術(shù)，可以描述各種壓力和溫度范圍內(nèi)的材料，包括一些非常奇怪的狀態(tài)，比如我們在寫這篇文章時涉及到的那些狀態(tài)?！斑@是我們的目標，繼續(xù)研究其他材料，在這里我們可以回答與材料科學相關(guān)的不同問題。”
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