آلیاژ نو

طلا، به‌آسانی با خواهران گرانبهایش؛ نقره و پلاتین، تشکیل آلیاژ می‌دهد؛ اما معمولاً آمیزش‌اش با آهن خالص، به همان دشواری آب و روغن است. حال اما با یاری جادوی مغناطیس، این امر امکان‌پذیر گشته.

ترتیب چینش اتم‌های یک آلیاژ، خواص شیمیایی فلزات سازنده‌اش را دگرگون می‌سازد و به‌‌واسطه‌ی توان‌ بالقوه‌اش در تأثیرگذاری بر برهم‌کنش‌های شیمیایی‌ست که این آمیزش فلزی، هم‌اکنون جنبه‌ای سودمند در علم و صنعت یافته.

همین امر، دکتر «سیلویا روزت» (Sylvie Rousset) و همکاران‌اش از دانشگاه «دنیس دیدروت» پاریس و مرکز ملی پژوهش‌های ملی فرانسه را برآن داشت تا در ایجاد آلیاژی از طلا و آهن نیز تلاش‌هایی صورت دهند. اما تولید چنین آلیاژی به‌واسطه‌ی ابعاد به‌شدت متفاوت اتم‌ها، دشوار است. قطر مؤثر هر اتم طلا در آرایشی بلورین، معادل ۰.۲۹ نانومتر است؛ حال‌آنکه این مقدار برای اتم آهن تنها ۰.۲۵۶ نانومتر است.

ولی پژوهش‌گران با یاری فلز «روتنیم» به‌عنوان پلی مابین این دو؛ از سد این مانع گذشتند. این بستر روتنیمی، با قطر اتمی ۰.۲۷۳ نانومتر امکان رشد بلور طلا-آهن را فراهم می‌آورد. بدین‌منظور، تیم روزت، قطعاتی از طلا و آهن را تبخیر کرده و بر قطعه‌ای از روتنیم با دمای ۳۳۰ درجه‌ی سلسیوس، رسوب دادند. این گرما موجب شد تا که اتم‌های رسوبی، در شبکه‌ای تک‌لایه مستقر شوند.

گروه همچنین شماری از نسبت‌های آمیزشی طلا و آهن را محک زد تا ببیند که کدامین‌یک، استوارترین آرایش ممکن را ارائه می‌دهد. از دید فرضی، ثُبات مطلوب دانشمندان در آمیزه‌ای متشکل از ۸۰ درصد آهن ایجاد می‌شود؛ چراکه در این نسبت، کشش مکانیکی ناشی از ابعاد متفاوت اتم‌ها به حداقل ممکن می‌رسد.

با این حال آنان با کمال شگفتی دریافتند که پایدارترین شبکه‌ی بلورین، محتوی تقریباً ۱ اتم آهن در برابر هر دو اتم طلاست. در این نوع از آمیزش، مدارکی دال بر وجود نظمی دوربرد موجود است: الگویی تکرارشونده از شش‌ضلعی‌های به‌هم‌پیوسته‌ی طلا که هم کدام، اتمی از آهن را در برگرفته‌اند.

به‌اعتقاد روزت، خواص مغناطیسی آهن در ورای این پایداری غیرمنتظره نهفته است. اتم‌های آهن، به‌هنگام اشغال یک‌سوم از ترکیب یک آلیاژ، قوی‌ترین خواص مغناطیسی‌ خود را بروز می‌دهند. دکتر «گایله تایر» (Gayle Thayer) از آزمایشگا‌ه‌های ملی ساندیا در نیومکزیکو، می‌گوید: «موضوع قابل توجه، تسلط مطلق فعل و انفعالات مغناطیسی‌ست. این نظم دوربرد نیز خود مایه‌ی شگفتی‌ست».

به‌گفته‌ی روزت، اگرچنانچه به‌هنگام قرارگیری این آلیاز در میدان مغناطیسی، خواص مغناطیسی بتواند که مابین این دو جهت‌گیری رد و بدل شود و البته الگوی اتمی مطلوب، در دماهای درون یک کامپیوتر دوام آورد؛ آنگاه این آلیاژ نوظهور، می‌تواند به‌عنوان آرایه‌‌ی فشرده‌ای از حافظه‌ی رایانه‌ای به‌کار بسته شود.

منبع: NewScientist