जर्मनी में उल्म विश्वविद्यालय और ब्रिटेन में नॉटिंघम विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने जर्नल में बताया है कि पदार्थ की एक नई अवस्था ठोस-तरल संकर प्रतीत होती है। एसीएस नैनो.
नई मिली सामग्री स्थूल अर्थों में स्लश या जेल नहीं है बल्कि एक विशिष्ट परमाणु संरचना को संदर्भित करती है जहां एक ही नैनोकण के विभिन्न भाग एक ही समय में विभिन्न अवस्थाओं में मौजूद होते हैं।
परिणामस्वरूप, नैनोकण ठोस और तरल दोनों के गुणों को प्रदर्शित करता है, लेकिन अद्वितीय व्यवहार भी प्रदर्शित करता है जो न तो शुद्ध तरल और न ही शुद्ध ठोस अपने आप प्रदर्शित करेगा।
परंपरागत रूप से, भौतिक विज्ञानी मानते हैं कि ठोस में परमाणु स्थिर होते हैं जबकि तरल में परमाणु तेजी से और यादृच्छिक तरीके से घूम रहे होते हैं। शोधकर्ताओं ने नैनोस्केल पर इन चरणों के बीच की सीमा की जांच करने की कोशिश की, विशेष रूप से यह देखते हुए कि तरल नैनोकण के भीतर स्थिर परमाणुओं की उपस्थिति जमने की प्रक्रिया को कैसे प्रभावित करती है।
टीम ने ग्राफीन पर जमा प्लैटिनम, पैलेडियम और सोने के नैनोकणों का निरीक्षण करने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन (एचआरटीई) माइक्रोस्कोपी नामक एक तकनीक का उपयोग किया और गणितीय गणनाओं के साथ जो देखा उसे पूरक बनाया।
इस तरह टीम ने पाया कि जब नैनोकण तरल अवस्था में होते हैं, तब भी उनमें व्यक्तिगत धातु परमाणु होते हैं जो स्थिर रहते हैं क्योंकि वे ग्राफीन के कार्बन परमाणुओं के नेटवर्क में अंतराल तक ही सीमित होते हैं।
जब बड़ी संख्या में स्थिर परमाणु नैनोड्रॉपलेट की परिधि के साथ संरेखित होते हैं, तो वे तरल कोर को प्रभावी ढंग से घेर लेते हैं।
एचआरटीई माइक्रोस्कोप के तहत, स्थिर परमाणु अलग और स्पष्ट रूप से सीमांकन करने वाली विशेषताओं के रूप में दिखाई दिए, जबकि तरल कोर पारदर्शी या धुंधला दिखाई दिया, क्योंकि यहां परमाणु छवि कैप्चर समय की तुलना में तेजी से आगे बढ़ रहे थे।
परिणामस्वरूप, नैनोड्रॉपलेट 200-300º C के तापमान पर तरल रह सकता है, जो कि लगभग 500º C पर क्रिस्टलीकृत होने वाले अपरिभाषित कणों की तुलना में काफी कम है। भौतिक बाधाओं के कारण सुपरकूल्ड तरल भी ठंडा होने पर एक मानक क्रिस्टल जाली नहीं बना पाता है। इसके बजाय इसने एक अव्यवस्थित ठोस का निर्माण किया।
निष्कर्षों से पता चलता है कि नैनोस्केल पर ठोस और तरल चरणों के बीच की सीमा उतनी स्पष्ट नहीं है जितना वैज्ञानिकों ने सोचा है।
नैनोकणों द्वारा प्रदर्शित सबसे महत्वपूर्ण नवीन संपत्ति सामान्य हिमांक बिंदु से काफी नीचे तापमान पर तरल बने रहने की क्षमता थी। और जब यह जम गया, तो इसने एक अव्यवस्थित ठोस का निर्माण किया जो रासायनिक रूप से धातु के समान था लेकिन संरचनात्मक रूप से इसके प्राकृतिक क्रिस्टल रूप से अलग था।
यह कार्बन पर प्लैटिनम जैसे विषम उत्प्रेरक को डिजाइन करने वाले वैज्ञानिकों के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक है। वास्तव में कार्बन पर प्लैटिनम प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली ईंधन कोशिकाओं और प्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं में प्राथमिक उत्प्रेरक है, जिसका उपयोग हाइड्रोजन इलेक्ट्रिक वाहनों और स्थिर बिजली जनरेटर को बिजली देने के लिए किया जाता है। इन उत्प्रेरकों का उपयोग फार्मास्यूटिकल्स और पेट्रोकेमिकल्स के उत्पादन के लिए आवश्यक हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं को तेज करने और वाहन उत्सर्जन में कार्बनिक प्रदूषकों को तोड़ने के लिए भी किया जाता है।
इन सभी अनुप्रयोगों में, प्लैटिनम कण आम तौर पर एक साथ चिपक जाते हैं या समय के साथ जहरीले हो जाते हैं और अपनी प्रभावशीलता खो देते हैं।
भविष्य के उत्प्रेरक में, शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि सक्रिय तरल या अनाकार अवस्था को बनाए रखते हुए गुच्छों को रोकने के लिए कोरललिंग नैनोकणों को पिन कर सकती है, जिससे उत्प्रेरक अनुपलब्ध होने के बजाय प्रभावी बने रहेंगे।
