Gerilim ve dondurarak kurutma malzemelerin işlevini değiştiriyor
Rice araştırmacıları manganez tellürün Hall işaretini gerilimle tersine çevirdi; başka bir ekip, kurşun tutan bir çerçevenin üretiminde elektriği düşürdü. İşleme koşulları, malzemenin işlevini ve üretim yükünü birlikte biçimlendiriyor.
Bilim··Akşam
Tek eksenli gerilim Hall işaretini çeviriyor
Rice University'den bir grup, altıgen manganez tellüre tek yönde gerilim uygulayarak örtüşen manyetik bölgeleri ayırdı ve düşük sıcaklıkta anormal Hall etkisinin yönünün tersine döndüğünü gördü. Phys.org, manganez tellürü bir altermıknatıs olarak tanımlıyor: spinlerini bir antiferromıknatıs gibi dizerken elektron bantlarını bir ferromıknatıs gibi yarıyor. Malzeme bunu 230 kelvin dolayında başarabilen sayılı örneklerden biri; benzerlerinin çoğu mutlak sıfıra yakın sıcaklıklar istiyor. Bu sıcaklık aralığı, laboratuvarın malzeme ailesi içinde neden manganez tellüre baktığını da açıklıyor. Sıradan kristaller aynı anda birkaç manyetik bölge taşıdığı için işaretler birbirini söndürüp örtüyor; tek eksenli gerilim bunlardan birini ayırıyor ve ölçümü bulanıklaştıran örtüşmeyi azaltıyor. Ekip, yüzde 1'lik bir gerilim değişiminin davranışı 150 kelvinlik bir sıcaklık değişimi kadar kaydırdığını bildiriyor ve dönüşü gerilimin yol açtığı Berry eğriliği değişimlerine bağlıyor; Physical Review X'teki makale bunu olası bir açıklama olarak sunuyor. Spin taşıyan aygıtlarda kullanım şimdilik bir olasılık olarak duruyor; cihaz ölçeği veya oda sıcaklığı vaadi kaynakta kesinleşmiyor. Ölçümün netleşmesi, malzemenin kendisinden çok uygulanan gerilim koşuluna bağlı görünüyor.[1]
Dondurarak kurutma kurşun tutan çerçeveyi ucuzlatıyor
Başka bir Phys.org haberi, bakır-imidazolat esaslı bir metal-organik çerçevenin üretiminde ayırma adımının yerine dondurarak kurutmanın konduğunu yazıyor. Verim üç katından fazla arttı, elektrik gereksinimi yaklaşık yüzde 74 azaldı ve gram başına gider yaklaşık 19 dolar düzeyinden 5 dolar düzeyinin biraz üzerine indi. Bu rakamlar, aynı kimyasal iskeleti korurken bitirme adımının üretim yükünü nasıl değiştirdiğini sayısal olarak gösteriyor. Malzeme kirlenmiş sudan ağır metalleri, başta da kurşunu çekmek için tasarlandı. University of Birmingham'daki denemelerde ilk saat içinde kurşunun yüzde 90'ından fazlasını uzaklaştırdı, bu başarımı dört ardışık çevrimde korudu ve tatlı suda ile deniz suyunu andıran koşullarda yedi gün sonra yapısını yitirmedi. Yani laboratuvar ölçeğinde hem hız hem tekrar hem de yapı kararlılığı birlikte raporlanıyor. Green Chemistry'de yayımlanan makale, bu çerçeveleri üretme ve işleme yollarının çoğunun çözücü ya da enerji açısından ağır olduğunu, uygulamaların büyük bölümünün ise pilot ya da gösterim aşamasında kaldığını belirtiyor; grup sanayi ortağı arıyor. Burada değişen, çerçevenin kimyasal formülünden çok üretimin nasıl tamamlandığıdır.[2]
İşleme koşulları işlevi ve üretim yükünü birlikte çekiyor
İki hat, malzemenin ne yaptığı kadar nasıl işlendiğinin de sonucu belirlediğini gösteriyor. Manganez tellürde yüzde 1'lik tek eksenli gerilim, örtüşen manyetik bölgeleri ayırıp Hall işaretini tersine çevirerek ölçülebilir elektronik davranışı yeniden yazıyor; spin aygıtı vaadi ise henüz laboratuvar olasılığıdır. Kurşun tutan çerçevede dondurarak kurutma, verimi yükseltip elektriği ve gram giderini düşürürken laboratuvar ölçeğinde kurşun uzaklaştırmayı koruyor; sanayi ölçeği ve ortak arayışı açık. Ortak okuma, işlev ile üretim yükünün aynı işleme adımında birlikte biçimlenebileceğidir: bir yanda manyetik işaretin yönü, öte yanda elektrik ve gram maliyeti. Alternatif açıklama, Hall dönüşünün başka altermıknatıslarda veya oda sıcaklığına yakın koşullarda yinelenmeyebileceği ve dondurarak kurutmanın başka çerçeve kimyalarında aynı tasarrufu vermeyebileceğidir. Yine de günün iki somut gelişmesi, gerilim ve kurutma gibi koşulların malzeme gündeminde salt arka plan olmaktan çıkıp ölçülen başarı ölçütüne dönüştüğünü ortaya koyuyor. Laboratuvarın sorduğu soru artık yalnızca hangi formülün çalıştığı değil, hangi işleme adımının işlevi ve yükü birlikte değiştirdiğidir.[1], [2]
