Наноразмерные сенсоры, чтобы лучше видеть, как высокое давление влияет на материалы

Исследователи разработали новый нано технологии для изображения и измерения нескольких напряжений и деформаций в материалах при высоких давлениях.

Как сообщили ученые в журнале Science, что важно, потому что, «давление изменяет физических, химических и электронных свойств материи».

Понимание этих изменений может привести к созданию новых материалов или новых фаз вещества для использования во всех видах технологий и приложений, — сказал Валерий Левитас, бумажный соавтор и Энсон Марстон заслуженный профессор в области инженерии Университета штата Айова, Вэнс Коффман факультетской и профессор аэрокосмической инженерии.

Левитас — лаборатории которых специализируется в экспериментальной проверке и компьютерного моделирования высоконапорных наук — сказал новая технология зондирования может также наступать высокого давления, исследования в области химии, механики, геологии и планетологии.

Разработка и демонстрация технологий, описанных в документе, «визуализации напряжения и магнетизма при высоких давлениях с использованием наноразмерных квантовых датчиков,» только что опубликовал наукой. Ведущий автор Норман Яо, адъюнкт-профессор физики в Калифорнийском университете, Беркли. Штата Айова Мехди Камрани, докторант в области аэрокосмической техники, является также соавтором.

В статье описывается, как исследователи подходят серии наноразмерных датчиков, они называют их азот-вакантных центров окраски в алмазах использоваться для оказания высокого давления на крошечных образцов материалов. Как правило, эти «алмазные» эксперименты с материалами, зажатая между двумя бриллиантами позволили исследователям измерить давление и изменение объема.

Новая система позволяет исследователям изображения, измерять и вычислять шести различных напряжений — гораздо более всеобъемлющие и реалистичные меры воздействия высоких давлений на материалы. Новые тесты также позволяют исследователям оценивать изменения в материальном магнетизм.

«Это была одна из ключевых проблем в высокого давления науке», — сказал Левитас. «Надо измерять все шесть из этих напряжений по алмазному и образец. Но это трудно измерить их под высоким давлением».

Лаборатории Левитас’ сделал уникальные эксперименты, поставив материалов под высоким давлением, а затем дать им твист, что позволяет исследователям значительно уменьшить фазовые превращения под давлением и поиск новых фаз вещества, которые могут иметь технологические приложения.

В лаборатории также не многомасштабного компьютерного моделирования для высокого давления алмазные эксперименты наковальня — Левитас говорит, что это единственная лаборатория в мире, делает такие модели. Он сказал, что опыт работы с высоким давлением моделирование, именно поэтому он был приглашен для совместной работы с датчиком проекта Яо. Моделирование позволило реконструировать поля всех шести напряжений в алмазной наковальне, где они не могли быть измерены, а также проверить результаты эксперимента. Левитас планирует использовать этот датчик в свою лабораторию.

Датчик позволяет «достижения двух взаимодополняющих целей высокого давления науки: понимание прочность и разрушение материалов под давлением (например, хрупкие-вязкого перехода) и открывать и характеризующий экзотические фазы материи (например, давления стабилизируются высокотемпературные сверхпроводники),» исследователи написали в их статье.

Азот-вакансия зондирования описано в статье используется также для измерения других свойств материала, например, электрические и тепловые характеристики. Исследователи писали, что «сейчас может легко быть расширен до высокого давления среды, открывая большой спектр экспериментов, количественно характеризующий материалов в таких экстремальных условиях».

сделать разницу: спонсорские возможности