Rośnie, gdy go ścisnąć

Jak wynika z naszych codziennych doświadczeń, gdy ściskamy jakiś obiekt, jego objętość się zmniejsza, a gęstość rośnie. Tymczasem nowy materiał zaprzecza intuicji - pod wpływem nacisku jego gęstość maleje do połowy wartości początkowej. Można go sobie wyobrazić jako kamień, który po ściśnięciu zamienia się w gąbkę.

Karena Chapman i jej koledzy z Department of Energy Laboratory umieścili cyjanek cynku - Zn(CN)2 - materiał stosowany w galwanizacji, w kowadle diamentowym i poddali działaniu wysokiego ciśnienia - od 0,9 do 1,8 gigapaskala, czyli około 9000 do 18 000 razy przewyższającego ciśnienie atmosfery na poziomie morza. Tak wysokie ciśnienie mogłoby być stosowane w opłacalny sposób na skalę przemysłową.

Otaczając ściskany materiał różnego rodzaju płynami, naukowcy byli wstanie uzyskać pięć nowych faz materiału, z których dwie zachowały nowo nabytą porowatość pod normalnym ciśnieniem. Kształt porów "gąbki" zależy od rodzaju zastosowanej cieczy.

Po raz pierwszy ciśnienie hydrostatyczne było w stanie przekształcić nieporowate materiały o normalnej gęstości w nowy rodzaj materiałów porowatych. Szczegóły tej transformacji badano metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Okazało się, że pod wpływem nacisku wiązania w materiale ulegają całkowitej przemianie.

Autorzy badań przewidują, że dalsze prace pozwolą zwiększyć możliwości stosowania materiałów porowatych w wielu dziedzinach nauki i przemysłu - na przykład przemyśle farmaceutycznym, separacji różnych substancji oraz katalizie.

Porowate materiały używane są do wychwytywania, przechowywania i filtrowania. Różny rozmiar porów pozwala wychwytywać specyficzne cząsteczki, dzięki czemu "gąbki" mogą być wykorzystywane na przykład, jako filtry, czujniki czy do magazynowania dwutlenku węgla bądź wodoru.(PAP)