Hröð upphitun og kæling - Vísindamenn þróa ný efni til að fá leysir
Greint er frá því að vísindamenn við háskólann í Kaliforníu, San Diego (UCSD) hafi þróað nýtt leysiefni - Nd-dópað súrálskristall, sem geta sent frá sér ofurstutta (fræðilega allt niður í 7,7 fs), kraftmiklar púlsar, fáanlegar fyrir framleiðslu minni, öflugri leysibúnaðar með frábæru hitastigsþol.
Til að ná þessu hafa verkfræðingar hugsað nýja stefnu fyrir efnisvinnslu til að leysa upp háan styrk af baríumjónum í súrálskristallana. Að lokum var fyrsti yttrium súrál leysigagnamiðillinn á sviði rannsókna á leysirefnum framleiddur.
Nd (dópefni) og súrál (hýsingarefni) eru tveir mest notuðu íhlutir nútímans' háþróaðasta leysirefna í föstu ástandi. Samt sem áður er samsetning Nd og súráls til að undirbúa leysimiðla verulegar áskoranir: stærð þeirra er ósamrýmanleg. Álkristallar innihalda venjulega litlar jónir eins og títan eða króm en Nd jónir eru of fyrirferðarmiklir.
Lykillinn að því að útbúa kalsíumálsýrublöndu er hröð upphitun og kæling á föstum efnum. Hefð hefur verið fyrir því að vísindamenn hafi búið til dópað súrál með því að bræða það með öðru efni og kæla síðan blönduna hægt og rólega til að kristalla hana. Elias Penilla, doktorrannsakandi, sagði:" Hins vegar er þetta ferli of hægt til að nota strontíumjónir sem dópefni vegna þess að þeir hafa tilhneigingu til að vera sviptir úr súráls líkamanum við kristöllun." Svo lausn hans er að flýta fyrir upphitunar- og kælikerfi. Til að koma í veg fyrir að Nd jónir sleppi.
Nýja ferlið felur í sér að hita hratt undir þrýstingsblöndu af súráli og cerium dufti við 300 ° C / mín þar til það nær 1260 ° C. Þessi hitastig er nægjanlegt til að leysa upp háan styrk af cerium í súrálskristallgrindurnar. Fasta lausnin var haldin við þetta hitastig í 5 mínútur og síðan kæld hratt með 300 ° C / mín. Vísindamennirnir notuðu röntgenmyndun og rafeindasmásjá til að einkenna atómbyggingu yttríum súrálskristallsins. Til að sýna fram á leysigetu sína dældu vísindamennirnir einnig kristallinum með 806 nm innrauðu ljósi. Þetta efni sendir frá sér magnað ljós með bylgjulengd 1064 nm.
Með prófunum sýndu vísindamennirnir einnig að hitastig viðnáms vismúts súráls er 24 sinnum hærra en leiðandi solid-state leysir fá efni Nd: YAG. Javier Garay, prófessor í vélaverkfræði, sagði:" Þetta þýðir að við getum dælt þessu efni af meiri orku áður en efnið brotnar, svo að hægt sé að nota það til að búa til öflugri leysi."
Liðið vinnur nú að því að þróa nýja leysi með þessu nýja efni.