In un articolo pubblicato su Chimica dei Materiali Yuejian Wang, professore associato di fisica dell'Università di Oakland, ha esplorato come le tecniche ad alta pressione possano indurre cambiamenti in alcuni materiali cristallini, in modo simile al modo in cui la grafite può essere convertita in diamante se sottoposta ad alta pressione e alta temperatura.
"L'alta pressione funge da potente strumento per svelare i misteri nascosti all'interno del materiale che rimane da scoprire a temperatura e pressione ambiente", ha detto Wang. "Alterando in modo significativo la distanza tra gli atomi, la pressione può modificare dinamicamente le strutture cristalline, portando a profondi cambiamenti nelle proprietà fisiche, come esemplificato dalla trasformazione tra diamante e grafite.
"Nel campo della scienza dei materiali ad alta pressione, sottoponiamo i materiali a condizioni di alta pressione e quindi utilizziamo tecniche a raggi X, così come altri strumenti, per osservare i cambiamenti risultanti all'interno dei materiali", ha aggiunto. "Proprio come i raggi X vengono utilizzati nelle applicazioni mediche per visualizzare le strutture interne del corpo umano, possono anche essere impiegati per rilevare e analizzare le strutture cristalline all'interno dei materiali. Ciò consente agli scienziati di ottenere informazioni dettagliate sulla complessa trasformazione."
Nell'articolo intitolato "Cambiamenti indotti dalla pressione nella struttura cristallina e nella conduttività elettrica di GeV4 S8 ," Wang indagò su GeV4 S8 , un membro della famiglia degli Spinelli, utilizzando tecniche ad alta pressione, insieme a molteplici strumenti di caratterizzazione. Gli spinelli si trovano comunemente nelle rocce metamorfiche o ignee e sono rinomati per la loro vasta gamma di colori, che comprende varianti rosse, blu, verdi, viola, arancioni, gialle e nere.
"Tra gli spinelli, GeV4 S8 ha attirato notevole attenzione grazie alle sue proprietà elettriche e magnetiche uniche," ha detto Wang.
I risultati dello studio, ha affermato Wang, forniscono approfondimenti significativi sia nel campo della chimica che in quello della fisica.
"Presenta una comprensione completa e dettagliata della transizione indotta dalla compressione dalla struttura cubica a quella ortorombica, facendo luce sugli intricati meccanismi coinvolti. Inoltre, lo studio approfondisce l'aspetto della fisica dei materiali, chiarendo la transizione da semiconduttore a conduttore ed esplorando il ruolo dell'effetto Jahn-Teller nel governare queste transizioni."
Secondo Wang, i risultati dello studio non solo arricchiscono la comprensione dell'umanità di questo sistema, ma hanno anche il potenziale per suscitare un ampio interesse e ispirare ulteriori indagini.
"Ad esempio, approfondire il comportamento di questo materiale sotto compressione e raffreddamento simultanei potrebbe rappresentare un argomento straordinario e utile per l'esplorazione futura", ha affermato. "Tali indagini potrebbero portare a nuove intuizioni e applicazioni nel campo della scienza dei materiali e della fisica della materia condensata."
Ulteriori informazioni: Yuejian Wang et al, Cambiamenti indotti dalla pressione nella struttura cristallina e nella conduttività elettrica di GeV4S8, Chimica dei materiali (2024). DOI:10.1021/acs.chemmater.3c02488
Informazioni sul giornale: Chimica dei materiali
Fornito dall'Università di Oakland
