گروهی از محققان آمریکایی توانسته‌اند به‌سادگی و با اعمال حرارت و فشار در حضور نئون، یک آئروژل بی‌شکل معمولی را به یک آئروژل الماسی تبدیل کنند. آنها امیدوارند بتوانند با استفاده از این روش دسته جدیدی از آئروژل‌های بلوری را تولید کنند.
تبدیل آئروژل بی‌شکل به بلوری
گروهی از محققان آمریکایی توانسته‌اند به سادگی و با اعمال حرارت و فشار در حضور نئون، یک آئروژل بی‌شکل معمولی را به یک آئروژل الماسی تبدیل کنند. آنها امیدوارند بتوانند با استفاده از این روش دسته جدیدی از آئروژل‌های بلوری را تولید کنند.
آئروژل‌ها مواد با چگالی بسیار پایین و با ساختار شبه‌اسفنجی هستند که از طریق جایگزینی مایع موجود در یک ژل با گاز ایجاد می‌شوند. پیتر پازاسکی که در آزمایشگاه ملی لورنس لیورمور روی این پژوهش کار کرده است، می‌گوید: «تاکنون مواد آئروژلی بی‌شکل زیادی ساخته شده‌اند، اما اغلب این مواد به‌دلیل ساختار درونی‌شان رسانایی الکتریکی یا ویژگی‌های اُپتیکی خوبی ندارند. حال که این مواد وجود دارند، سوال اصلی این است که آیا می‌توانیم چگالی بسیار پایین و استحکام مکانیکی این آئروژل‌ها را حفظ کرده، اما فاز آنها را از کربنی بی‌شکل به الماسی تغییر دهیم؟» پژوهشگران برای رسیدن به این هدف یک آئروژل کربنی را میان دو سطح یک سلول الماسی سندانی با فشار ۲۰ گیگاپاسکال فشرده کردند. آنها با گرم کردن این سلول توسط لیزر تا ۱۲۰۰ کلوین فرایند انتقال فاز را به پیش بردند.
چالش اصلی در این کار این بود که ساختار ظریف آئروژل به هم نریزد. محققان برای غلبه بر این مشکل حفرات آئروژل را با نئون فوق بحرانی پر کردند. در فشار بالاتر از ۵ گیگاپاسکال نئون جامد شده و از ساختار آئروژل حفاظت می‌کند.
سلول الماسی سندانی تنها می‌تواند ساختارهای میکرومقیاس تولید کند. پازاسکی می‌گوید به‌دلیل ساختار پایدار این نانوالماس، می‌توان حتی از موادی با این ابعاد بزرگ به‌عنوان حسگرهای بسیار حساس استفاده کرد.
با وجودی که این گروه تحقیقاتی نشان داده‌اند که می‌توان یک آئروژل را از حالت بی‌شکل به بلوری تبدیل کرد، اما هنوز کمترین دما و فشار مورد نیاز برای این تغییر فاز مشخص نیست. پازاسکی می‌افزاید: «اگر بتوانیم به این سوال پاسخ دهیم، امکان استفاده از روش‌های دیگر ساخت به وجود آمده و محدوده موادی که می‌توان تولید کرد، گسترش می‌یابد». این پژوهشگران امیدوارند که بتوانند از این روش روی ساختارهای آئروژلی دیگر نیز بهره ببرند.
آندریا فراری، متخصص نانوساختارهای کربنی در دانشگاه کمبریج می‌گوید: « در این کار استفاده از نئون برای حفظ ساختار آئروژل بسیار خلاقانه است. این تحقیق با وجودی که در آغاز راه قرار دارد، می‌تواند راه جدیدی برای تولید این دسته از مواد باز کند».
