Guld smälter i rumstemperatur
Det var när chalmersforskaren Ludvig de Knoop hade placerat en minimal guldkon i ett elektronmikroskop som det hände. Han hade ställt in maximal förstoring och ett extremt kraftigt elektriskt fält. Tanken var att han skulle studera hur guldatomerna påverkades av spänningen.
Det var inte förrän i efterhand, när han studerade filmen från mikroskopet, som han såg att de översta lagren av guldatomer smälte, i rumstemperatur.
"Jag blev verkligen överraskad av upptäckten. Det här är ett extraordinärt fenomen som ger oss nya grundläggande kunskaper om guld", säger Ludvig de Knoop vid institutionen för fysik på Chalmers i ett pressmeddelande.
När guldatomerna påverkades av det elektriska fältet lämnade de plötsligt sin ordnade struktur och släppte nästan alla kopplingar till varandra. Fortsatta experiment visade att det går att växla mellan ordnad och smält struktur.
Att guldatomer släpper loss på det sättet är inte bara spektakulärt, utan också banbrytande vetenskapligt. Resultaten har publicerats i tidskriften Physical Review Materials och tillsammans med teoretikern Mikael Juhani Kuisma har Ludvig de Knoop och de andra kollegorna brutit ny mark inom materialvetenskapen.
Med teoretiska beräkningar har forskarna kunnat förstå hur guld verkligen kan smälta i rumstemperatur. Möjligen kan ytsmältningen ses som en så kallad lågdimensionell fasövergång. I så fall ligger upptäckten inom ramen för forskningsområdet topologi, där pionjärerna David Thouless, Duncan Haldane och Michael Kosterlitz fick ta emot Nobelpriset i fysik 2016. Forskarna, med Mikael Juhani Kuisma i spetsen, tittar nu vidare på den möjligheten.
Den kontrollerbara switchningen öppnar för olika praktiska tillämpningar i framtiden.
"Till exempel kan tekniken användas i sensorer, katalysatorer och transistorer. Den erbjuder också möjligheter för nya koncept för kontaktlösa komponenter", kommenterar Eva Olsson, professor på institutionen för fysik på Chalmers.
För den som vill smälta guld utan elektronmikroskop är det dock fortfarande guldsmeden som gäller.
Länk till abstract
Electric-field-controlled reversible order-disorder switching of a metal tip surface