糖心直播

15 oktober 2019

Ett fenomen som tidigare uppträtt när forskare simulerar det höga tryck som finns inne i planeternas kärnor har nu även observerats i metallen titan vid atmosfärstryck. Kedjor av atomer far runt med blixtens hastighet inne i det fasta materialet.

Davide Sangiovanni Foto Anna Nilsen– Fenomenet vi upptäckt ritar om kartan för det vi vet om masstransport i metaller. Det förklarar några av de beteenden hos metaller som vi tidigare inte kunnat förstå. Vad det här betyder rent praktiskt är det för tidigt att svara på, men ju mer kunskap vi har om hur material fungerar under olika förhållanden, desto större möjligheter har vi att utveckla material med förbättrade eller nya egenskaper, säger Davide Sangiovanni, forskare vid avdelningen Teoretisk fysik vid LIU och huvudförfattare till en artikel som publicerats i Physical Review Letters.

Stör inte kristallstrukturen

I fasta material, som metaller, ligger atomerna väl ordnade i en kristallstruktur på bestämda avstånd från varandra. Diffusion uppstår när någon enstaka atom tar ett hopp till en vakans - ett hål - inne i materialet. Detta beror då på att materialet innehåller defekter. Tidigare forskning har också visat att i vissa fall kan långa kedjor av atomer/joner inne i ett material plötsligt börja förflytta sig men förvånansvärt hög hastighet. Detta gäller dock under speciella förhållanden. Exempel är snabba jonledare vid höga temperaturer eller vatten och järn som utsätts för det höga tryck som finns i planeters inre. Förflyttningen går på en nano- eller picosekund och påverkar inte kristallens struktur. Fenomenet brukar kallas samordnad diffusion, superjonisk diffusion eller vätskelik diffusion och har rapporterats i ett antal tidigare artiklar.

Masstransport i titanNyheten här är att Davide Sangiovanni, tillsammans med kollegor vid Linköpings universitet och universitet i Tyskland och Ryssland, funnit samma diffusions-fenomen i den kubiska fasen av rent titan. Detta vid normalt atmosfärstryck och en temperatur under smältpunkten. (Kubisk fas innebär att atomerna inne i det fasta materialet är ordnade i en kubisk form)

Samordnad diffusion

Titan, zirkonium och hafnium, som alla ligger i grupp fyra i det periodiska systemet, har flera gemensamma och karakteristiska egenskaper som forskarna tidigare inte haft någon teoretisk förklaring till.

– Vi visar i artikeln att dessa egenskaper beror på samordnad diffusion, då kedjor av atomer blixtsnabbt far runt i den fasta kristallen, säger Davide Sangiovanni.

Simuleringarna är utförda vid svenska Nationella superdatorcentrum och forskningen har finansierats av Olle Engkvist Foundation, Vetenskapsrådet, den strategiska satsningen på Avancerade funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet, samt FunMat-II, ett VINN-Excellence center vid LiU, finansierat av Vinnova.

, D. G. Sangiovanni, J. Klarbring, D Smirnova, N. V. Skripnyak, D. Gambino, M. Mrovec, S. I. Simak, and I. A. Abrikosov. Physical Review Letters 2019. DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.105501

Kontakt

Forskning

Senaste nytt från LiU

Portr盲tt (Amy Loutfi).

WASP går in i en ny fas med säkrad långsiktig finansiering

Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse förlänger sitt engagemang i WASP till och med 2034. Samtidigt gör WASP strategiska prioriteringar inför programmets nästa fas.

En kvinna med ett f枚rv氓nat uttryck i ansiktet.

Därför är det svårt för vården att införa hälsofrämjande digitala verktyg

Digitala verktyg som främjar hälsan har svårt att nå ut och börja användas i vården, även om de visats ha god effekt. Maria Fagerström har i sin forskning funnit två avgörande faktorer: datahantering och styrning på flera nivåer i organisationen.

En grupp m盲nniskor som sitter p氓 en tr盲b盲nk.

AI-litteracitet lyfts i fysioterapeututbildningen

En ny studie från 糖心直播s universitet visar att fysioterapeutstudenters AI-användning ökar snabbt och att riktad utbildning kan stärka deras AI-litteracitet och förmåga att använda tekniken kritiskt och ansvarsfullt.