Ka vedelik võib olla lapik, järeldavad Soome teadlased
Kahemõõtmeliste ehk tasapinnaliste materjalide olemasolu peeti võimatuks, kuni kümme aastat tagasi avastasid teadlased grafeeni. Kahemõõtmelisust on aga täheldatud vaid tahkes olekus ainetel, kuna ainete vedelasse olekusse viimiseks, s.t sulatamiseks vajalik aatomite soojusliikumine e termodünaamika murrab õhukese ja õrna vedelmembraani hõlpsasti katki.
Seetõttu peeti ka ühe aatomi paksuste „tasapinnaliste vedelike“ olemasolu seni võimatuks.
Nüüd aga on Jyväskylä ülikooli füüsikud viinud läbi kvantmolekulaardünaamilisi simulatsioone, mis näitavad, et võimalik peaks olema saavutada selliseid ühe aatomi paksuseid vedela kulla „saarekesi“, mis n-ö paikavad grafeenis leiduvaid väikesi õõnsusi.
Simulatsioonid näitavad, et kulla aatomid küll voolavad ja vahetavad tasapinnal asukohti, kuid vedelikku ümbritsev grafeenmaatriks aitab säilitada vedela membraani tasapinnalisuse.
„Grafeeni roll on siin võrreldav nende rõngaste omaga, mille abil lapsed seebimulle puhuvad,“ selgitas eriala-ajakirjas Nanoscale avaldatud uurimuse juhtiv autor dr Pekka Koskinen.
„Üldiselt nõuab kahemõõtmelise vedela aineoleku saavutamine kolme tingimuse täitmist. Esiteks peab poorne maatriks kõrgete temperatuuride juures stabiilseks jääma — tingimus, millele grafeen probleemideta vastab,“ kirjutasid uurijad töös.
„Teiseks peavad interkatsioonid materjali servades soodustama tasapinnaliste seoste loomist ja samuti taluma hästi kõrgeid temperatuure,“ jätkasid autorid. „Meie täiendavad kalkulatsioonid näitasid, et kulla ja süsiniku vahelise piiripinna painduvusjäikus (ingl bending rigidity) on võrreldav tasapinnalise kuldmembraani omaga, millest piisab süsinikupaiga stabiliseerimiseks kullakihi laialivalgumise ajal.
Kolmandaks peab membraan ise enne tasapinnaväliste fluktuatsioonide ülemäärast ägenemist ja lagunemisprotsessi algust hakkama tasapinnaliselt laiali valguma.“
Praegu on tasapinnaline vedelik olemas ainult arvutite kõvaketastel; Soome uurijate hüpoteesi pole veel katseliselt kinnitatud.
