ब्राउन यूनिवर्सिटी और मिशिगन यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक ऐसा करतब दिखाया है जो पहले सैद्धांतिक भौतिकविदों के बुखार भरे सपनों तक सीमित था: उन्होंने छोटे चांदी के कणों का उपयोग करके पदार्थ का एक नया चरण बनाया और स्थिर किया, जो ब्रह्मांडीय LEGO ईंटों की तरह व्यवस्थित हैं। साइंस जर्नल में प्रकाशित यह कार्य एक मध्यवर्ती संरचनात्मक अवस्था को कैप्चर करता है जो धातुओं में पाए जाने वाले दो सामान्य क्रिस्टल व्यवस्थाओं के बीच परिवर्तन के दौरान अस्तित्व में आती है - एक ऐसी अवस्था जो इतनी क्षणभंगुर है कि वैज्ञानिकों ने केवल अनुमान लगाया था कि यह मौजूद है।
नवनिर्मित सामग्री केवल विदेशी दिखने के लिए नहीं बैठी है; यह असामान्य ऑप्टिकल व्यवहार भी प्रदर्शित करती है, विशेष रूप से गहन-मजबूत प्रकाश-पदार्थ युग्मन, जहां चांदी के नैनोकणों के अंदर इलेक्ट्रॉन प्रकाश तरंगों के साथ तालमेल बिठाकर कंपन करते हैं और क्वांटम यांत्रिक रूप से उलझ जाते हैं। उल्लेखनीय रूप से, यह प्रभाव कमरे के तापमान पर होता है, जो सहारा में पनपते पेंगुइन को खोजने जैसा है। शोधकर्ताओं का सुझाव है कि यह अंततः क्वांटम कंप्यूटिंग और अन्य क्वांटम सूचना प्रौद्योगिकियों के लिए उपयोगी हो सकता है - क्योंकि दुनिया को और अधिक तरीकों की आवश्यकता है उन चीजों की गणना करने के लिए जो एक साथ यहां और यहां नहीं हैं।
अपने सूक्ष्म चमत्कार का निर्माण करने के लिए, टीम ने छोटे अष्टफलक के आकार के चांदी के नैनोकणों को संश्लेषित किया - वे उन्हें "मीकॉन" कहते हैं - जो एक हीरे की तरह दिखते हैं जिसके कोने काट दिए गए हैं, जिसके परिणामस्वरूप 14-पक्षीय ज्यामिति होती है। प्रमुख लेखक यासुताका नागाओका और टीम ने अलग-अलग डिग्री की गोलाई वाले मीकॉन उत्पन्न करने के लिए हीटिंग स्थितियों को समायोजित किया, फिर उन्हें लंबी आणविक श्रृंखलाओं के साथ लेपित किया जो चिपचिपे कनेक्टर की तरह काम करती थीं, जिससे कण बड़े क्रमबद्ध संरचनाओं में स्व-इकट्ठा हो सकते थे जिन्हें नैनोपार्टिकल सुपरलैटिस कहा जाता है।
"हमारा काम LEGO ब्लॉकों के साथ खेलने वाले बच्चों जैसा है," ब्राउन में रसायन विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर और संबंधित लेखक ओउ चेन ने कहा, जो "यह एक गुब्बारे और एक ईंट की तरह है" के बाद से सबसे संबंधित वैज्ञानिक सादृश्य हो सकता है। टीम ने पाया कि आणविक कोटिंग्स ने उन व्यवस्थाओं को स्थिर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जो निशियामा-वासेरमैन पथ द्वारा भविष्यवाणी की गई संक्रमणकालीन संरचनाओं से मेल खाती थीं - एक प्रमुख मॉडल कैसे धातुएं फलक-केंद्रित घन (FCC) और अंत:केंद्रित घन (BCC) क्रिस्टल व्यवस्थाओं के बीच स्थानांतरित होती हैं।
"सामग्री वैज्ञानिक लंबे समय से इस बात की परवाह करते रहे हैं कि अपनी धातुओं में FCC और BCC की मात्रा को कैसे नियंत्रित किया जाए, लेकिन इन चरणों के बीच संक्रमण का अध्ययन करना कठिन रहा है क्योंकि वे बहुत अस्थिर हैं," मिशिगन विश्वविद्यालय के अध्ययन सह-लेखक टिम मूर ने कहा। "इन संरचनाओं का निरीक्षण करने में सक्षम होना सामग्री विज्ञान में एक मौलिक सफलता है।" शोध को नेशनल साइंस फाउंडेशन और ऊर्जा विभाग से छोटे पहाड़ के बराबर अनुदानों द्वारा समर्थित किया गया था, क्योंकि जाहिर है पदार्थ का एक नया चरण खोजना सस्ता नहीं है।
"जब भी आप पदार्थ के एक नए चरण की पहचान करने में सक्षम होते हैं, नए अनुप्रयोग सामने आएंगे," चेन ने कहा, जो "इसे बनाओ, वे आएंगे" का वैज्ञानिक समकक्ष है - यह मानते हुए कि "वे" क्वांटम कंप्यूटर और उन्नत सेंसर हैं।