تغییر ماهیت مواد در فشار و دمای بالا، یکی از روش‌های قابل استفاده در تولید مواد جدید است. مشکل پیش رو، بازگشت ماده‌ی تغییر ماهیت‌داده با حالت اولیه پس از کاهش فشار به میزان اولیه است. اخیراً محققان با بررسی این موضوع، به نتایجی رسیدند که می‌تواند در این راه مفید باشد.
بررسی تغییر ماهیت نانوورقه‌ها تحت فشار بالا
تغییر ماهیت مواد در فشار و دمای بالا، یکی از روش‌های قابل استفاده در تولید مواد جدید است. مشکل پیش رو، بازگشت ماده‌ی تغییر ماهیت‌داده با حالت اولیه پس از کاهش فشار به میزان اولیه است. اخیراً محققان با بررسی این موضوع، به نتایجی رسیدند که می‌تواند در این راه مفید باشد.
گرافیت در فشار بالا تبدیل به الماس میشود؛ اما با حذف فشار، این ماده دوباره به حالت اولیه‌ی خود برمی‌گردد. اخیراً محققان با درک فرایند مربوط به این تغییر ماهیت، توانستند گامی مؤثری به‌سوی تولید یک دسته ماده‌ی جدید بردارند؛ موادی که با حذف فشار، خواص اکتسابی خود را از دست نداده و در فشار پایین نیز خواص مفیدی نظیر استحکام و ابررسانایی را دارا هستند. زونگوو وانگ، از مرکز CHESS، با همکاری رولد هوفمن، برنده‌ی جایزه‌ی نوبل شیمی ۱۹۸۱، و یک گروه کره‌ای، به بررسی این موضوع پرداختند.
XRD یکی از روش‌های رایج در تحقیقات است که با آن می‌توان ساختار ایستایی اتم‌ها و مولکول‌ها را شناسایی کرد. تاکنون برهم‌کنش و تغییر شکل مواد درون جعبه‌ی سیاه انجام می‌شده‌است. برای باز کردن این جعبه، محققان از ورتزیت، بلور کادمیم سلنیوم که اتم‌ها در آن چیدمانی شبیه به ساختار الماس دارند، استفاده می‌کنند.
زمانی که ورقه‌های ورتزیت تحت فشار ۱۰٫۷ گیگاپاسکال یا ۱۰۷۰۰۰ برابر فشار سطح زمین قرار می‌گیرند، ساختار اتمی آن به‌صورت ساختار نمکی‌شکل درمی‌آید. محققان کره‌ای با استفاده از این روش نانوورقه‌هایی بی‌نقص و دارای ضخامت ۱٫۴ نانومتر ساختند.
زمانی که فشار اعمال شد، محققان با استفاده از دو روشِXRD با زاوایه‌ی کم و XRD با زاویه‌ی بالا، به بررسی تغییرات شکل سطح بلورها پرداخته، ساختار اتمی داخلی آنها را به همراه تغییر ساختار مولکول‌های چسبیده به سطح بررسی کردند.
آنها ابتدا دریافتند فشار مورد نیاز نانوورقه‌ها برای تغییر ماهیت، سه برابر فشاری است که همان ماده در حالت توده‌ای برای تغییر ماهیت نیاز دارد. آنها محصول را از نظر استحکام(فشاری که در آن تغییر شکل آغاز میشود)، الاستیسیته(توانایی بازگشت به حالت اولیه) و سختی(مقاومت در برابر خراش) بررسی کردند. با افزدون یک مولکول، پیوندی موسوم به لیگند نرم به سطح نانوورقه‌های قرارگرفته در فشار بالا، محققان اثرات اتصال این لیگند را روی ساختار درونی نانوورقه‌ها (فشاری که در آن تغییر ماهیت اتفاق می‌افتد و فضای بین نانوورقه‌ها) مشاهده کردند.
این پروژه در قالبکار آزمایشگاهی و تئوری انجام شد که نتایج آنها با هم تطابق خوبی داشت. گام بعدی در این پروژه جلوگیری از بازگشت ماده‌ی تغییر ماهیت‌داده از حالت نمک توده‌ای به ورتزیت است. با این کار ماده‌ی جدید تمام خصوصیات خود را در دمای محیط دارا خواهد بود.
