Saat air membeku menjadi es atau mendidih menjadi uap, sifat -sifatnya berubah secara dramatis pada suhu tertentu. Transisi fase yang disebut ini sangat mendasar untuk memahami bahan. Tetapi bagaimana transisi seperti itu berperilaku dalam nanomaterial? Di dalam Komunikasi Alamtim ilmuwan yang dipimpin oleh Tu Delft menyajikan wawasan baru tentang sifat kompleks transisi fase dalam nanomaterial magnetik. Temuan mereka mengungkapkan kopling antara sifat magnetik dan mekanik, membuka jalan bagi sensor ultra-sensitif.
Para ilmuwan dari Tu Delft, bersama dengan para ilmuwan dari University of Valencia dan Universitas Nasional Singapura, mempelajari FEPS nanomaterial 2D, yang hanya beberapa atom tebal. Untuk pertama kalinya, mereka mengembangkan metode untuk mendapatkan wawasan yang lebih dalam tentang transisi fase yang sangat kompleks dari bahan -bahan tersebut. Dengan menggunakan selaput kecil yang ditangguhkan dari FEPS, tim menggetarkan material pada amplitudo tinggi sambil menyapu suhu. Ini mengungkapkan bagaimana getaran material-S berubah di dekat suhu transisi fase dan, dengan itu, sifat magnetiknya.
-Imagine Sebuah drum dengan struktur magnetik, di mana cahaya laser bertindak sebagai drumstick-continuous membuatnya bergetar sementara ritme secara halus bergeser dengan perubahan suhu,-menjelaskan Farbod Alijani, asosiasi profesor di fakultas Tu Delft of Mechanical Engineering. -Sembap hangat, drum magnetik ini longgar, dan putaran magnetiknya, yang merupakan belokan alami dalam partikel yang membuatnya bertindak seperti magnet kecil, berada dalam fase yang tidak teratur. Tapi begitu dingin, drum mengencang, dengan putaran membentak pola yang tertib. Sekarang, bayangkan itu saat bermain drum, Anda perlahan mengubah suhu dari hangat menjadi dingin. Seperti yang Anda lakukan, Anda melihat tidak hanya ketika drum mulai merasa berbeda tetapi juga bahwa perubahan ini tidak halus (linier) -It dibuka dengan cara yang rumit dan tidak teratur (nonlinier), mempengaruhi sifat mekaniknya.-
Suhu transisi fase
Para peneliti pada dasarnya mengukur perubahan nonlinier ini selama transisi fase. Dengan menggunakan drum skala nano, mereka dapat mendeteksi suhu di mana transformasi mendadak ini terjadi dan mempelajari bagaimana perilaku mekanik drum-S berubah secara rinci. -Kami menunjuk suhu transisi fase di sekitar -160 ° C, -kata Makars Å i¨kins, yang pekerjaan PhD -nya menginspirasi penelitian ini. -Ddision, kami menemukan bahwa perubahan dalam respons mekanis yang didorong oleh pergeseran suhu secara langsung digabungkan dengan sifat material-S magnetik dan elastis.-
Sensor ultra-sensitif
Membran ini sangat sensitif terhadap kekuatan internal dan eksternal. Å i¨kins menambahkan: -sekuk sensitivitas ini memposisikannya sebagai kandidat yang ideal untuk sensor yang mampu mendeteksi bahkan perubahan lingkungan yang sangat kecil atau tekanan internal pada bahan itu sendiri .-
Tim berencana untuk menerapkan metodologi ini untuk mengungkap rahasia transisi fase di nanomaterial lainnya. Rekan penulis Herre van der Zant:-di lab kami, kami akan menyelidiki apakah kami dapat mendeteksi apa yang disebut gelombang spin dengan nanodrum. Anda dapat menganggap gelombang spin sebagai pembawa informasi dalam bahan magnetik, seperti halnya elektron untuk bahan konduktif .- Alijani akan fokus pada menerjemahkan temuan ini ke dalam aplikasi praktis, seperti meningkatkan kinerja sensor. -Pengaja proses nonlinier ini menjadi dasar untuk perangkat nanomekanis yang inovatif, termasuk sensor ultra-sensitif,-catat.
