Ao longo de décadas, sólidos estranhos que obscurecem a linha entre os quasicristles – cristais e vidro confundiram. Ao contrário dos cristais comuns, seus padrões atômicos nunca se repetem, embora pedem muito.
Agora, os pesquisadores que usam a simulação mecânica do primeiro-quadrado deste material descobriram por que existem. Eles são basicamente estáveis, não momentâneos acidentes de resfriamento rápido. Avanço de 40 anos Vijay .Não -resolver o segredo e abre a porta do material de engenharia com propriedades incomuns de quebra de regras.
Quackyristals: uma posição estranha entre cristal e vidro
De acordo com a Universidade de Michigan, uma forma estranha e rara que se passa entre cristal e vidro pode realmente ser a estrutura mais estável para alguns compostos atômicos.
Esta conclusão vem das primeiras simulações mecânicas quânticas feitas no Quanticristles, que é considerado um tipo de sólido de cada vez. Como os cristais, os quasicristais estabeleceram moléculas na malha, mas seus padrões nunca repetem a maneira como fazem nos cristais tradicionais. A nova abordagem de simulação mostra que, como cristais, as quascristais são naturalmente estáveis, embora compartilhem semelhanças com materiais confusos, como vidro, que geralmente são formados quando as substâncias fundidas esfriaem muito rapidamente.
Os quascristais também existem?
“Se queremos criar materiais com as propriedades desejadas, precisamos saber como ajustar as moléculas em composições específicas”, disse a vigília inicial da carreira da DOW e o professor assistente inicial de engenharia e o autor correspondente do artigo publicado hoje.
“Data-gt-translate-attributes =” ({“attribute =” “tabindex =” 0 “função =” link “> Nature Physics. “Quazicristals nos forçaram a reconsiderar como e por que algum conteúdo é formado. Até o nosso estudo, Vijay. Para Manoo, por que eles existiam não era claro”.
Em 1984, os Kavikristals ficaram chocados com o mundo. O pesquisador israelense Daniel Shechman o observou enquanto trabalhava com ligas de alumínio e manganês. Ele descobriu que alguns átomos formam uma estrutura icosaédrica, que parece um conjunto de dados de 20 lados presos ao rosto. Essa composição deu ao material cinco vezes simétrico-IE que parecia o mesmo de cinco perspectivas diferentes-que era considerado impossível em algo sólido.
Da disputa à crença do Nobel
Naquela época, os entistas de Vijay pensavam que os átomos dentro dos cristais só podiam ser ajustados nas sequências repetitivas em todas as direções, mas cinco vezes a simetria excluía esses padrões. Shechman inicialmente enfrentou testes intensos para indicar impossível, mas outros laboratórios mais tarde construíram seus próprios quasicristles e os encontraram em um meteorito de um bilhão de anos.
Shechman finalmente recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2011 para descobri -lo, mas o Nicino dos cientistas de Vaig ainda não pôde responder às perguntas fundamentais sobre como os quase -marinhos foram formados. O bloqueio de estradas depende do método mecânico quântico para calcular a estabilidade da teoria-funcional de densidade-funcional-que se repete sem parar na sequência, que carece de quazicristles.
“O primeiro passo para entender o conteúdo é o que o torna estável, mas foi difícil dizer como as quase -parques foram estabilizadas”, disse Vuhion Baq pelo estudante de doutorado da UM de ciência e engenharia de materiais.
Os átomos de qualquer material dado geralmente ajustam os cristais para que as restrições químicas atinjam a menor sala de energia possível. As entradas de Vijay Nicino chamam esses formatos de cristais estabilizados com antálpy. Mas outros materiais são formados porque têm uma entropia alta, ou seja, existem muitas maneiras de ajustar ou vibrar suas moléculas.
Quakestristals: Order sem repetição
O vidro é um exemplo de um sólido da estação de entropia. É formado quando a sílica derretida esfria rapidamente, congelando os átomos em forma sem padrão. Mas se a taxa de resfriamento for adicionada à sílica lenta ou quente, o quartzo molecular poderá ser ajustado aos cristais – de preferência à temperatura ambiente, a menor pose de energia. Os Quasicristais são um intermediário surpreendente entre vidro e cristais. Eles pediram sistemas nucleares como cristais localmente, mas, como vidro, não formam longas distâncias, padrões repetidos.
Para determinar se os quasicristles são estabilizados por anestes e entropia, o método do pesquisador está fora de pequenas nanopartículas de um grande bloco simulado de quasaristal. Os pesquisadores calculam então o RAZA total de energia em cada nanopartícula, que não requer ordem infinita porque as partículas definem limites.
QuestionRistals autorizados Purders
Nas nanopartículas, a sala de energia refere -se ao seu volume e área de superfície, repetindo os cálculos para nanopartículas em crescimento, permite que os pesquisadores excluam a sala de energia total dentro de um grande bloco de quasaristal. Com esse método, os pesquisadores descobriram que dois quasicristles bem estudados são estabilizados com antálpia. É um
“Data-gt-translate-attributes =” ({“attribute =” “tabindex =” 0 “função” link “> liga Escândio e zinco, o segundo Yararbium e Cadmium.
A energia quaseistal é as maiores partículas possíveis para precisar as estimativas mais precisas, mas as nanopartículas de escala são difíceis com os algoritmos padrão. Para nanopartículas com apenas centenas de moléculas, o dobro dos átomos aumenta o tempo de computação oito vezes. Mas os pesquisadores também encontram uma solução para calcular a garrafa.
Acelerar o futuro da pesquisa de conteúdo
“Nos algoritmos tradicionais, cada processador de computador precisa se comunicar, mas nosso algoritmo é 100 vezes mais rápido porque apenas os processadores vizinhos se comunicam e usamos a aceleração da GPU de maneira eficaz em supercompadores”.
“Agora podemos imitar vidro e materiais sem forma, interfaces entre diferentes cristais, bem como defeitos de cristal que podem permitir
“Data-gt-translate-attributes =” ({“rache =” “Tabindex =” 0 “Role =” Link “> Quantum Computing Batidas. “
Referências: Wuhion Bike, retornou Das, Shibo Ten, Vikram Gavini e Venho Sun, 13 de junho de 2025, “Teoria funcional da densidade para a estabilidade e nuclarização da QueNética” ICS da natureza.
Dois: 10.1038/s41567-025-02925-6
Esta pesquisa foi feita nos EUA. A energia é financiada pelo Departamento de Raza e depende dos recursos de computação realizados na Universidade do Texas, no Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley e no Laboratório Nacional de Oak Ridge.
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