Тайконавты на борту космической станции даже не подозревали, что их эксперимент по плавлению обычного сплава меди, олова и висмута станет открытием века. Когда исследователи из Северо-Западного политехнического университета под руководством Се Веньцзюня начали анализировать застывший металл, они не поверили собственным глазам, пишет AIP SciLight.
Космическая алхимия
В расплаве, который застыл в невесомости, образовалась странная кристаллическая решетка с формулой Cu₂₀Bi₉. Казалось бы, ничего особенного — очередное соединение. Но учёные сначала решили, что это ошибка оборудования. Потому что медь и висмут в жидком состоянии не могут смешиваться. А при нормальном давлении никаких «общих» интерметаллидов у них никогда не существовало. Все известные соединения меди и висмута требуют бешеного давления, как в ядре планеты.
Секрет — в невесомости. На орбите почти нет гравитационной конвекции, то есть горячие слои жидкости не всплывают вверх, а холодные не способны опускаться. Расплав застывает чрезвычайно «чисто», без турбулентностей, и каждый атом выстраивается в идеальную линию. Это позволило учёным увидеть то, что на Земле всегда было скрыто хаотическим перемешиванием. Исследователи предполагают, что именно так олово соединило в новой структуре медь и висмут.
Но самое интересное, что учёные смогли воспроизвести материал Cu₂₀Bi₉ в лабораторных условиях на Земле. Команда Се Веньцзюня уже сравнила решётку нового материала с квадратной коробкой для конфет — настолько она симметрична и стабильна. О практическом применении пока что не говорится, но в будущем новый материал может стать очень перспективным. Ведь соединения висмута — это экологическая альтернатива для микрочипов и устройств, способных преобразовывать тепло в электричество. Возможно, будут созданы батареи, которые заряжаются просто от разницы температур.
