Головне: відкрито нову структуру рідкого галію при таненні
Вчені з Оклендського університету довели, що ковалентні зв’язки галію розриваються під час плавлення і відновлюються лише при подальшому нагріванні. Дослідження також виявило упорядковану тривимірну структуру поверхні рідини та підкреслило роль ентропії у стабілізації металу.
Детально: механізм розриву та формування зв’язків
У 2026 році група фізиків з Оклендського університету представила результати дослідження, у якому за допомогою масштабних атомних симуляцій і методів машинного навчання була виявлена несподівана трансформація ковалентних зв’язків у рідкому галії. Раніше вчені вважали, що атоми галію залишаються пов’язаними навіть після переходу в рідкий стан, проте нові дані доводять, що ці зв’язки розпадаються саме під час плавлення і відновлюються лише при подальшому підвищенні температури. Вчені пояснюють цей процес зростанням ентропії: розрив зв’язків викликає різке збільшення безладу, що стабілізує рідку фазу і дозволяє металу залишатися рідким при нижчих температурах, ніж передбачалося раніше. Дослідження поверхневого шару рідкого галію, проведене за допомогою нейронних мереж, показало чітку геометрію: у трьох атомних шарах формуються регулярні візерунки, що суперечать уявленню про випадкову структуру. Такі відкриття мають практичне значення для розробки нових електронних пристроїв, енергоефективних батарей і каталізаторів, де властивості рідких металів відіграють ключову роль. Ключові результати дослідження:
- Ковалентні зв’язки галію зникають у точці плавлення;
- При підвищенні температури зв’язки формуються знову;
- Зростання ентропії забезпечує стабільність рідини;
- Поверхня рідкого галію має впорядковану тривимірну структуру;
- Отримані дані відкривають шлях до нових матеріалів.
Автори підкреслюють, що подальше дослідження цих процесів дозволить більш точно прогнозувати поведінку інших низькотемпературних металів і адаптувати їх до промислових застосувань.
