Tavaliselt hakkab jää sulama temperatuuril 0°C, aga Harvardi Ülikooli teadlased Alexander Wissner-Gross ja Efthimios Kaxiras on näidanud, et see ei pruugi nii olla. Nad demonstreerisid arvutsimulatsioonide abil, et teemantpinnal, kuhu on lisatud naatriumi aatomeid, võib väga õhuke jääkiht püsida kuni temperatuurini 37 °C. See jääkate võib parandada meditsiiniliste implantaatide sobivust inimkehaga.
Teemantpindu kasutatakse implantaatides, sest need on kulumiskindlad. Paraku on nende kasutus piiratud, sest nad võivad põhjustada vereklompe ja kudede hõõrdumist suurema tõenäosusega kui teisd materjalid.
Wissner-Gross ja Kaxiras arvavad, et neid probleeme saab ületada, kui süsiniku aatmitega siduda kovalentselt naatriumi aatomeid. See naatriumiaatomite kate laseb natule üle 2 nm paksusel jääkihil külmununa püsida, mis võimaldab implantaatidel kehaga paremini sobituda. Kuigi eksperimentides on jääd toatemperatuuril ka varem saavutatud, näitab see teoreetiline tulemus, et sellisel jääl võib ka praktiline rakendus olla.
Järeldusele jõuti pärast mudeli loomist, mis arvestas aatomitevahelisi tõmbe- ja tõukejõude kile pinnal. Selle abil arvutati Lindemanni parameeter, mis näitab, kas jää hakkab sulama või mitte.
Selgus, et 2.6 nm paksune kiht püsib temperatuurini 25°C ja 2.2 nm paksune kiht kuni 37°C.
Simulatsioon kirjeldav lühifilm võitis ka materjalide uurimist kirjeldavate filmide (Materials Research Film Festival) auhinna.
Teemantpindu kasutatakse implantaatides, sest need on kulumiskindlad. Paraku on nende kasutus piiratud, sest nad võivad põhjustada vereklompe ja kudede hõõrdumist suurema tõenäosusega kui teisd materjalid.
Wissner-Gross ja Kaxiras arvavad, et neid probleeme saab ületada, kui süsiniku aatmitega siduda kovalentselt naatriumi aatomeid. See naatriumiaatomite kate laseb natule üle 2 nm paksusel jääkihil külmununa püsida, mis võimaldab implantaatidel kehaga paremini sobituda. Kuigi eksperimentides on jääd toatemperatuuril ka varem saavutatud, näitab see teoreetiline tulemus, et sellisel jääl võib ka praktiline rakendus olla.
Järeldusele jõuti pärast mudeli loomist, mis arvestas aatomitevahelisi tõmbe- ja tõukejõude kile pinnal. Selle abil arvutati Lindemanni parameeter, mis näitab, kas jää hakkab sulama või mitte.
Selgus, et 2.6 nm paksune kiht püsib temperatuurini 25°C ja 2.2 nm paksune kiht kuni 37°C.
Simulatsioon kirjeldav lühifilm võitis ka materjalide uurimist kirjeldavate filmide (Materials Research Film Festival) auhinna.
Koostas: Kaarel Piip
Allikas: physicsworld.com
Physical Review E