สล็อตออนไลน์ ‘คนเหล็กของวัสดุ 2 มิติ’ ท้าทายคำอธิบายเก่าแก่กว่าศตวรรษของกลไกการแตกหัก

สล็อตออนไลน์ การทดสอบการแตกหักของโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (h-BN) แสดงให้เห็นว่าวัสดุ 2D นี้มีกลไกการชุบแข็งในตัว ซึ่งขัดแย้งกับชื่อเสียงในด้านความเปราะบาง พฤติกรรมที่ไม่คาดฝันนี้ซึ่งสังเกตได้โดย Jun Lou, Huajian Gao และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย Rice ในสหรัฐอเมริกาขัดต่อคำอธิบายของกลไกการแตกหักที่เสนอโดย AA Griffith วิศวกรชาวอังกฤษในปี 1921 และยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบันเพื่อวัดความเหนียวของวัสดุ

เช่นเดียวกับวัสดุส่วนใหญ่ รอยแตกในวัสดุ 2D 

มักเกิดขึ้นที่บริเวณที่มีความเค้นเข้มข้น โครงสร้างอันเป็นเอกลักษณ์ของวัสดุ 2D หมายความว่ารอยแตกสามารถแพร่กระจายโดยตรง ทำให้เกิดพันธะระหว่างอะตอมแต่ละตัวเหมือนซิปเพื่อตรวจสอบกลไกการแตกร้าวใน h-BN นี้ นักวิจัยของ Rice ได้สุ่มตัวอย่างวัสดุชั้นเดียวแบบผลึกเดี่ยวของวัสดุเพื่อรับแรงดึงในอุปกรณ์ไมโครเครื่องกล พวกเขาพบว่าในทางตรงกันข้ามกับกราฟีนซึ่งเป็นแผ่นคาร์บอนหนาหนึ่งอะตอมซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับชั้นเดียว h-BN การเติบโตของรอยแตกใน h-BN นั้นเสถียรอย่างน่าประหลาดใจโดยมีรอยแตกก่อตัวเป็นกิ่งเมื่อโหลดแรงดึงเพิ่มขึ้น การแตกแขนงนี้หมายความว่าต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมเพื่อขับเคลื่อนรอยแตกให้ไกลขึ้น ซึ่งทำให้วัสดุแข็งแกร่งขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ Lou อธิบาย โดยรวมแล้ว h-BN มีความทนทานต่อการแตกหักมากกว่ากราฟีนถึง 10 เท่า ซึ่งขัดต่อสูตรของ Griffith และเป็นผู้นำสำนักงานข่าวของ Rice University เพื่ออธิบายว่าเป็น “คนเหล็กของวัสดุ 2 มิติ”

ข่าวดีสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นอะตอมในกราฟีนและ h-BN ถูกจัดเรียงเกือบเหมือนกันในโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยมแบน อย่างไรก็ตาม นักวิจัยกล่าวว่าความไม่สมดุลเล็กน้อยที่เกิดขึ้นในวัสดุที่มีธาตุสองธาตุ (โบรอนและไนโตรเจน) แทนที่จะเป็นเพียงธาตุเดียว (คาร์บอน) อาจส่งผลต่อพฤติกรรมการแตกแขนงของ h-BN

ทฤษฎีและการจำลองเปิดเผยว่าเหตุใดการแตกร้าว

บางครั้งจึงขับไล่กันความแข็งแกร่งที่เพิ่งค้นพบของ h-BN นั้นเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์โดยไม่คำนึงถึงกลไก ความทนทานต่อความร้อน ความคงตัวต่อสารเคมี และคุณสมบัติของไดอิเล็กตริกของวัสดุ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นฐานรองรับและชั้นฉนวนสำหรับวางระหว่างส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ การค้นพบว่า h-BN นั้นแข็งแกร่งอย่างน่าประหลาดใจเช่นกัน 

หมายความว่าสามารถใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานการฉีกขาดให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่น ซึ่ง Lou สังเกตว่าเป็นหนึ่งในพื้นที่การใช้งานเฉพาะสำหรับวัสดุแบบ 2 มิติ เขาอธิบายสำหรับอุปกรณ์ที่ยืดหยุ่นได้ วัสดุนั้นต้องมีความแข็งแกร่งทางกลไกก่อน คุณจึงจะโค้งงอไปรอบๆ บางสิ่งได้ “ h-BN นั้นทนทานต่อการแตกหักเป็นข่าวดีสำหรับชุมชนอิเล็กทรอนิกส์ 2D” เขากล่าวเสริม

การค้นพบของทีมอาจชี้ให้เห็นถึงวิธีการใหม่ในการสร้าง metamaterial ทางกลที่ทนทานผ่านความไม่สมดุลของโครงสร้างทางวิศวกรรม “ภายใต้การรับน้ำหนักมาก การแตกหักอาจหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ผลกระทบจากภัยพิบัติสามารถบรรเทาได้ด้วยการออกแบบโครงสร้าง” Gao กล่าว

ผลลัพธ์ของทั้งสองทีมควรเปิดประตูสู่การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบจากปฏิสัมพันธ์ของสสารแสงที่ไม่สมดุลในระดับนาโนด้วยการแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะทำการทดลองเชิงสัมพัทธภาพในการตั้งค่าบนโต๊ะอย่างง่าย การค้นพบของพวกเขาอาจมีแอพพลิเคชั่นสำหรับอุปกรณ์โฟโตนิกส์ด้วยคุณสมบัติไม่เชิงเส้นที่รู้จักกันในชื่อ non-reciprocity คุณสมบัตินี้มักจะทำได้ยากมากในการทดลองเชิงแสง แต่คุณสมบัตินี้เหนี่ยวนำให้เกิดในกราฟีนโดยเอฟเฟกต์การลาก และการมีอยู่ของมันหมายความว่าคุณสมบัติทางกายภาพของกราฟีนจะเปลี่ยนแปลงหากทิศทางของเวลากลับด้าน

ขนาดใหญ่ที่ขัดผิวด้วยฟอยล์ทองแดง ปกคลุมด้วยกราฟีน

อย่างเต็มที่หลังการเจริญเติบโต  เครดิต: วารสารฟิสิกส์: วัสดุอุปกรณ์ Graphene plasmon มีคุณภาพและขนาดโดยปกติ สนามแม่เหล็กภายนอกที่รุนแรงหรือการปั๊มด้วยแสง chiral (ซึ่งต้องใช้แสงเลเซอร์ที่เข้มข้น) เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อทำลายสมมาตรการย้อนเวลาที่เรียกว่าสมมาตรนี้ สนามที่แรงและแสงจ้าเช่นนั้นไม่สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ในโลกแห่งความเป็นจริงได้ เพราะจะส่งผลกระทบต่อส่วนประกอบแต่ละส่วนในนั้น อย่างไรก็ตาม ทั้งสองทีมได้แสดงให้เห็นว่าการไหลของอิเล็กตรอนที่ลอยอยู่อาจเสนอทางเลือกอื่นในการทำลายสมมาตรการย้อนเวลาในอุปกรณ์ที่ใช้กราฟีน การทำเช่นนี้อาจทำให้การควบคุมอุปกรณ์โฟโตนิกส์ดีขึ้น และอาจมีฟังก์ชันใหม่ๆ ด้วยเช่นกัน

Bandurin และเพื่อนร่วมงานของเขาYinan Dongกำลังค้นหาวิธีเร่งอิเล็กตรอนใน graphene ให้มีความเร็วสูงขึ้นเพื่อให้การไหลของพวกมันตรงกับความเร็วของ plasmon-polaritons ในวัสดุอย่างใกล้ชิดมากขึ้น “เรายังจะดูการลาก Fizeau ที่ความถี่เทราเฮิร์ตซ์ที่มีความสำคัญทางเทคโนโลยี ซึ่งคาดว่าเอฟเฟกต์จะแข็งแกร่งยิ่งขึ้นไปอีก” บันดูรินบอก

ในการสำรวจไมโครเลนส์โน้มถ่วงครั้งใหม่โดยไม่มีใครรู้ ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้ตรวจพบหลักฐานที่เป็นไปได้ว่ามีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกสี่ดวงที่เดินทางอย่างอิสระผ่านอวกาศระหว่างดวงดาว นักวิจัยที่นำโดยIain McDonald จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ได้ ใช้การสังเกตจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ซึ่งมีอายุมากแล้ว โดย เลือกสัญญาณสำคัญของเลนส์ไมโครเลนส์จากดาวเคราะห์ในเขตดาวฤกษ์ที่แออัดและมีเสียงดัง ความสำเร็จของพวกเขาในการเผชิญกับสถานการณ์ที่ท้าทายแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความเป็นไปได้ของการสำรวจไมโครเลนส์แบบตาบอดที่ใช้พื้นที่ในภารกิจในอนาคต

ในระบบดาวฤกษ์บางระบบ นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าแรงโน้มถ่วงอย่างแรงของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อาจทำให้ดาวเคราะห์น้อยข้างเคียงของพวกมันออกไปสู่อวกาศได้ หากไม่มีดาวฤกษ์แม่ข่ายใดๆ “ดาวเคราะห์ลอยอิสระ” (FFP) ขนาดเท่าโลกเหล่านี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะตรวจจับโดยใช้เทคนิคการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบแบบเดิม แต่ควรตรวจพบได้จากผลของไมโครเลนส์โน้มถ่วง สล็อตออนไลน์