ნივთიერებების ბოლომდე გამოცდისას უცნაური რაღაცები შეიძლება მოხდეს — თუნდაც სითხის აქამდე უცნობი ფაზის აღმოჩენა, სადამდეც მეცნიერები ძალიან თხელი, მაღალი სიმკვრივის მქონე შუშის განვითარებაზე დაკვირვებით მივიდნენ.

ასეთი ტიპის შუშები ბევრგან გამოიყენება, მათ შორის OLED დისფლეებსა და ოპტიკურ ბოჭკოებში, მაგრამ შესაძლოა სტაბილურობის პრობლემები ჰქონდეს. მასალის განსხვავებული ტიპი სწორედ ამ პრობლემის გადაჭრის მცდელობისას აღმოაჩინეს.

უმთავრესად, ახლად აღმოჩენილი თხევადი ფაზა თხელი შუშის შექმნას მოასწავებს, რომელიც უფრო სტაბილური და მკვრივი იქნება, ვიდრე აქამდე არსებული მასალები, რამაც შესაძლოა შუშის გამოყენების ახალი გზები გვიჩვენოს და სრულიად ახალი ტიპის მოწყობილობებიც წარმოშვას.

"ბევრი საინტერესო თავისებურება გაჩნდა არსაიდან და ვერც ვერავინ იფიქრებდა, რომ თხელ ფენებში ამ ფაზების ხილვას შევძლებდით. ეს ახალი ტიპის მასალაა", — თქვა პენსილვანიის უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა ზაჰრა ფახრაიმ.

შუშა განსაკუთრებული ტიპის მასალაა, რომელიც ჩვეულებრივ სითხის გამკვრივებით ფორმირდება. როცა მისი თავისებურებები მყარი ნივთიერებისას ემსგავსება, შიგნიდან შუშის სტრუქტურა თხევად ფაზასთან შედარებით დიდად არ იცვლება, რაც მეცნიერებისათვის გასაოცარ გარდასახვად რჩება.

ულტრათხელი შუშის შემთხვევაში, ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლა რთული სამართავია, რომ კრისტალიზაციის მაგვარ პრობლემებს არ შეეჩეხო, განსაკუთრებით უფრო დიდ სკალებზე. თხელი შუშები ნორმალურზე მეტად ინარჩუნებს მათ თხევად თავისებურებებს, რამაც შესაძლოა არასტაბილურობასა და გადაგვარებამდე მიგვიყვანოს.

ახალი კვლევის ფარგლებში მეცნიერები წლების განმავლობაში მუშაობდნენ ექსპერიმენტებზე იმის გასარკვევად, ორთქლური დალექვა ნამდვილად შეამცირებდა თუ არა თხელ შუშაში სითხის თვისებებს და სწორედ ამ პროცესში დააფიქსირეს სითხის ახალი ფაზა, რომელიც ჩვეულებრივი სითხის ფაზისგან ამ ტიპის შუშის წარმოქმნისას განსხვავდებოდა.

"ორ სითხეს ისეთივე განსხვავებული სტრუქტურები აქვს, როგორც გრაფინსა და ბრილიანტს. ეს ორი ნახშირბადისაგან წარმოქმნილი მყარი ნივთიერებებია, რომლებიც ძალიან განსხვავებული მყარი ფორმით არსებობს", — განაცხადა ფახრაიმ.

მომდევნო ექსპერიმენტებმა დაადასტურა, რომ ცალკეულ მოლეკულათა განლაგებით სტრუქტურაში არა კრისტალი, არამედ რაღაც სხვა იქმნებოდა. ფაზის გეომეტრიულ ფორმებზე დაყრდნობით, მკვლევრები ფიქრობენ, რომ საქმე მარტივად სხვა ტიპის მასალებშიც არ იქნება.

ეს ყველაფერი იმაზე მიუთითებს, რომ ორთქლური დალექვის და შუშაში სითხის ახალი ფაზის საშუალებით შესაძლოა ულტრათხელი შუშების წარმოქმნა მოხერხდეს, რომელთაც ბევრად მაღალი სიმკვრივე ექნება — ზოგიერთ შემთხვევაში კრისტალზე მაღალიც კი.

სამომავლო კვლევები იმის შესაფასებლად იგეგმება, თუ როგორ ხდება ფაზათა გადასვლა, რაც დალექვის ფაზაზე დაკვირვებასაც მოიცავს და შესაძლოა მეცნიერებს შუშის სხვა საიდუმლოებათა ამოხსნაშიც დაეხმაროს.

"ვიმედოვნებთ, რომ ეს ფუნდამენტური გაგება შუშის ისეთი თხელი ფენების შექმნაში დაგვეხმარება, რომელსაც იგივენაირად გაუმჯობესებული თვისებები ექნება. თუ თხელი ფენების სტრუქტურასა და თავისებურებებს შორის არსებულ კავშირებს გამოვარკვევთ, განზრახ უკეთესის შექმნასაც შევძლებთ", — ამბობს ფახრაი.

მიგნებები ამ კვირას PNAS-ში გამოქვეყნდება.