Ličio paslaptys

Primary tabs

Iš pažiūros litis turėtų būti niekuo neišsiskirianti atominė sistema, gebanti formuoti paprastus kristalinius darinius. Tai lengviausias kietasis elementas periodinėje cheminių elementų lentelėje, turintis vos tris elektronus. Vis dėlto tarptautinė mokslininkų komanda išsiaiškino, jog esant dideliam slėgiui ličiui kur kas labiau patinka skystoji būsena, be to, jis yra metalas, pasižymintis itin žemu lydymosi tašku.
Įdomu ir tai, kad esant dideliam slėgiui dėl pasireiškiančių fazinių virsmų litis sugeba suformuoti stebėtinai sudėtingus darinius. Visi šie rezultatai, gauti atlikus eksperimentus JAV Energetikos departamente Argone bei Europos Sinchrotroninės spinduliuotės centre Grenoblyje (Prancūzija), išspausdinti prestižiniame žurnale „Nature Physics“.

Esant įprastinėms sąlygoms litis sudaro romboedro formos kristalus, kurie pakėlus temperatūrą ir padidinus slėgį tampa centruoto paviršiaus ir galiausiai centruoto tūrio kubiniais kristalais – visi šie trys kristaliniai dariniai priskiriami paprasčiausių kristalinių gardelių tipams. Tačiau kas nutinka ličiui, kuomet slėgis smarkiai padidinamas? Per pastaruosius kelerius metus buvo stebėtas itin įdomūs nuokrypiai nuo paprasto metališkojo elgesio, pavyzdžiui, metalo virsmas puslaidininkiu arba netgi superlaidumo reiškinys esant -256 oC temperatūrai.

Ličio (raudona) ir natrio (mėlyna) fazinės diagramos. Ličio fazinė diagrama rodo, kaip kinta šio elemento kietoji būsena, galinti pereiti ir į skystąją.

Nepaisant to, bendras ličio fazinės diagramos vaizdas išliko fragmentiškas, todėl tyrėjai iš Edinburgo universiteto (Škotija) bei Karnidžo mokslų instituto Vašingtone (JAV) ėmėsi sistemingo tyrimo. Mokslininkams pavyko nustatyti ličio fazinę diagramą iki pat 1.3 Mbar slėgio atžymos temperatūrai kintant nuo -196 oC iki +27 oC.

Nors paprastai medžiagų lydymosi taškas kylant slėgiui didėja, o netgi lengviausi dujinės fazės elementai, vandenilis ir helis, lydosi pasiekus 727 oC temperatūrą ir 0.5 Mbar slėgį, litis esant tokiam slėgiui išlieka skystas iki pat -83 oC temperatūros. Tai kol kas pati žemiausia žinoma medžiagos lydymosi temperatūra, stebėta esant tokiam slėgiui.

Išaiškėjo ir kitokių netikėtumų: viršijus 0.6 Mbar slėgį, litis suformuoja tris naujus, iki tol jokiam kitam elementui nestebėtus, ypač sudėtingus kristalinius darinius, elementariajame narvelyje turinčius 40, 88 ir 24 atomus. Patys sudėtingiausieji su 40 ir 88 atomais netgi iki šiol nėra aprašyti teoriškai. Mokslininkai mano, jog bendrą tokį fazinės diagramos vaizdą ir netikėtai žemą lydymosi temperatūrą lemia kvantiniai efektai, pradedantys dominuoti, kuomet slėgis smarkiai padidinimas. Tyrėjai daro prielaidą, kad metališkoji skystoji pagrindinė vandenilio būsena, aprašyta teoriškai, bet niekada nestebėta eksperimentiškai, galėtų būti suformuota ličio junginių pagrindu. Tokios būsenos medžiaga turėtų pasižymėti labai neįprastomis savybėmis, kurios praverstų įvairiose technologijų srityse.

Facebook komentarai: