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被中國出口管制的镓,又發現新特性?可能會變得更重要!

作者:徐德文科學頻道
被中國出口管制的镓,又發現新特性?可能會變得更重要!

中國納入出口管制的镓,又發現新特性了!

紐西蘭奧克蘭大學的科學家們發現,镓在溫度升高時會重新形成共價鍵,這在金屬材料中是非常罕見的。這個發現為镓在納米技術、自組裝結構、半導體和高性能計算等領域的應用,提供了更多的可能性,進而可能讓镓變得更加關鍵。

由于镓較為稀缺,但在軍事和國防技術,包括雷達、衛星通信和紅外探測器等裝置中具有不可替代的作用,在納米材料和新材料研究中也越來越重要,因而被認為是具有戰略意義的關鍵礦物。

镓的熔點較低,僅為29.76°C,比室溫稍高一點,是以這個寶貝含在嘴裡它真的會化。固态镓以原子對(二聚體)的形式存在,其密度比液态還低,能夠浮在液态镓上,這有點像冰浮在水面上。

被中國出口管制的镓,又發現新特性?可能會變得更重要!

镓的原子對形成了共價鍵,即原子之間共享電子,這在金屬中并不常見。但更為詭異的是,紐西蘭的科學家們發現,這種共價鍵在镓熔化時會消失,但在更高溫度下又會重新出現,這就更不同尋常了。

這個發現否定了科學界過去30年來對液态镓結構的基本假設,需要科學家們對镓的低熔點做出新的解釋,研究人員認為,這可能是因為這些鍵消失時,熵大幅增加,進而導緻了原子的釋放。

盡管镓在不同溫度下内部結構和原子間的互相作用還是一個謎,但我們已經可以暢想,這種特性可能帶來的一些重要應用和研究方向了。

被中國出口管制的镓,又發現新特性?可能會變得更重要!

1. 納米技術

镓的獨特結構和行為對納米技術的發展至關重要。了解镓在不同溫度下的結構變化,可以幫助科學家們更精确地操控納米材料,建立具有特定性質的新型材料。

2. 液态金屬催化劑

镓可以用來溶解其他金屬,形成液态金屬催化劑。通過深入了解镓的高溫行為,可以優化這些催化劑的性能,提高化學反應的效率和選擇性。

3. 自組裝結構

镓的高溫共價鍵重制現象,可能對自組裝結構的研究和應用産生影響。自組裝結構是指無序材料在适當條件下自發形成有序結構,這在材料科學和工程中具有廣泛應用。

4. 半導體和電子器件

镓在半導體工業中具有重要地位。更深入了解镓在高溫下的行為,可以改善半導體器件的性能,尤其是在高溫操作環境下的穩定性和可靠性。

5. 高性能計算

镓被用于高性能計算領域中的一些元件。了解其高溫特性,可能有助于開發更高效、更可靠的計算裝置。

6. 熱管理材料

镓的低熔點和高溫行為,使它在熱管理材料中極具潛力。通過控制镓的相變特性,可以設計用于電子裝置散熱的新型材料。

7. 材料科學研究

新的發現為材料科學研究提供了新的視角,可以促使科學家們重新審視其他金屬和合金在不同溫度下的行為,可能會帶來更多新材料和新應用的發現。

8. 火星探測

镓作為一種化學“指紋”,可以在尋找火星過去生命痕迹的研究中發揮重要作用。镓的高溫行為可能有助于解釋某些地質和化學現象,進而為尋找微生物生命提供線索。

這項研究發表在6月24日《材料視界》雜志上。

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