Biến hóa xi-măng thành kim loại

Gần đây, các nhà khoa học đã làm sáng tỏ công thức để biến xi-măng lỏng thành kim loại lỏng. Điều này biến xi-măng trở thành một chất bán dẫn và có thể được ứng dụng trong thiết bị điện tử tiêu dùng.

Loại vật liệu mới này có rất nhiều ứng dụng bao gồm các điện trở màng mỏng được sử dụng trong màn hình tinh thể lỏng.

Vốn có những đặc điểm rất thú vị bao gồm khả năng kháng chống ăn mòn tốt hơn so với kim loại truyền thống và ít giòn hơn so với thủy tinh truyền thống. Bên cạnh đó là khả năng dẫn điện, ít mất năng lượng trong từ trường và tính lưu động để dễ dàng xử lý và tạo hình. Trước đây chỉ có các kim loại mới có thể chuyển thành dạng thủy tinh kim loại. Xi-măng được biến đổi thành dạng này nhờ một quy trình được gọi là bẫy electron (Hiện tượng bẫy electron và biến xi-măng lỏng thành kim loại lỏng đã được phát hiện gần đây nhưng cho đến bây giờ chúng ta mới tìm được lời giải thích chi tiết cho hiện tượng này, một hiện tượng trước đây chỉ thấy trong các dung dịch amoniac. Hiểu được cách thức xi-măng biến đổi thành vật liệu độc đáo này có thể mở ra những khả năng biến đổi các vật liệu cách điện thể rắn khác thành những chất bán dẫn ở nhiệt độ phòng.

Các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu Mayenite, một thành phần của xi-măng nhôm được tạo ra từ canxi và nhôm ô-xít. Họ làm nóng chảy Mayenite ở 2.000oC bằng cách sử dụng một thiết bị làm lơ lửng vật thể bằng khí động học (aerodynamic levitator) cùng với gia nhiệt bằng chùm laser CO2. Vật liệu đã được xử lý ở những áp suất khác nhau để kiểm soát các liên kết Ôxy trong thủy tinh thu được. Thiết bị làm lơ lủng giữ cho chất lỏng không chạm vào bất kỳ bề mặt nào và hình thành tinh thể. Điều này khiến cho chất lỏng được làm mát và trở thành trạng thái thủy tinh có thể bẫy các electron.

Họ khám phá ra rằng tính dẫn điện được tạo ra khi các electron tự do bị bẫy vào các cấu trúc dạng cũi hình thành trong thủy tinh. Việc bẫy các electron cung cấp một cơ chế dẫn điện tương tự như cơ chế trong kim loại.