28.11.2018
Tutkimusuutiset

Kuinka kulta sulaa huoneenlämmössä?

Ruotsalais-suomalais-tutkijat ovat onnistuneet ensimmäistä kertaa sulattamaan kultaa huoneenlämmössä, vaikka kullan sulamispiste on 1064 celciusastetta. Tieteellisesti uraauurtava tieto paljastaa yllättäviä ominaisuuksia kullasta ja avaa uusia mahdollisuuksia materiaalitieteeseen.

Juuri julkaistussa ruotsalaisen Chalmersin teknillisen korkeakoulun ja Jyväskylän yliopiston tutkimuksessa on onnistuttu sulattamaan kultaa huoneenlämmössä. Tutkimuksen tarkoitus oli selvittää, miten sähkökenttä vaikuttaa kulta-atomeihin. Kulta onnistuttiin sulattamaan laittamalla pieni pala kultaa elektronimikroskooppiin, jonka jälkeen sähkökenttää kasvatettiin asteittain erittäin voimakkaaksi. Chalmersin teknillisen korkeakouluin tutkija Ludvig de Knoop kertoo nähneensä elektronimikroskoopista, kuinka kullan pintakerros suli huoneenlämmössä.

- Löytö oli todella poikkeuksellinen ja se yllätti minut. Saamme aivan uudenlaista tietoa kullan ominaisuuksista, kertoo de Knoop.

Kultakartio muotoiltiin niin teräväksi, että se toimi kuten ukkosenjohdatin kohdistaen voimakkaimman sähkökentän kultakartion kärkeen, joka vuorostaan sulaa rajuista voimista. Lisäksi tutkijat pystyivät sähkökenttää muuttamalla kontrolloimaan ilmiötä, eli vuorottelemaan kiinteän ja sulaneen rakenteen välillä hallitusti. Vahvistus kokeellisille havainnoille löytyi tietokonesimulaatioilla.

- Mallinsimme kullan elektronien kvanttidynamiikan, ja sen reaktion sähkökenttään tarkasti supertietokoneella, yli miljoonan prosessoritunnin edestä. Tietokonesimulaatiomme tulokset vastaavat hyvin kokeellisia havaintoja, kertoo tutkimukseen osallistunut Mikael Kuisma Jyväskylän yliopiston kemian laitokselta.

Kullan pintakerrosten sulattaminen avaa tutkimusmahdollisuuksia mm. materiaalitieteessä. Lisäksi tietoa voidaan hyödyntää esimerkiksi erilaisissa antureissa, katalyyteissa ja transistoreissa.

Tutkimus on julkaistu Physical Review Materials -lehdessä 22.11.2018.

Lisätietoja: