• Sokszínű kompozit nanorészecskék - a jövő technológiájának modellezése

Lupó Patrik

Medgyessy Ferenc Gimnázium, Művészeti Szakgimnázium és Technikum, Debrecen

Sokszínű kompozit nanorészecskék - a jövő technológiájának modellezése

A nanorészecskék napjainkban egyre nagyobb fontossággal rendelkeznek, mert gyakran olyan méretfüggő tulajdonságaik vannak, amelyek eltérnek a makroszkopikus anyagoktól. Az elmúlt években számos kutatás foglalkozott bimetallikus nanorészecskékkel ígéretes tulajdonságaik miatt. Ezek a kétkomponensű részecskék azért érdekesek, mert jobb kémiai katalitikus, optikai és biológiai tulajdonságokat mutatnak egykomponensű megfelelőikhez képest.
A kompozit nanorészecskék kutatása által szerzett információk tehát kiemelt fontossággal rendelkeznek a jövő technológiai újításai számára. Már ipari méretekben is több módszerrel lehetséges a gyártásuk, akár kilogrammos mennyiségekben is, viszont sok kérdés még megválaszolatlan a létrejöttükkel kapcsolatban. Ezért is döntött a pályázó úgy, hogy a nanorészecskék előállításánál felbukkanó problémákkal, illetve az eddig elhanyagolt tényezőkkel fog foglalkozni kutatásában.
Patrik a kutatása során létrehozott egy programot, amely képes a kísérleti eredményeket visszaadni. Ezután a metastabil állapotokat kívánta megvizsgálni. A metastabil állapot olyan elrendeződés, ami nem a részecske energetikailag legkedvezőbb állapota, viszont ha nem kap külső behatást, akkor nem fog elmozdulni belőle. Ebben az esetben a pályázó a hőmérséklet alatt töltött idő hatását kívánta megvizsgálni, mivel az alkotóatomok csak bizonyos hőmérsékleteken képesek eleget mozogni ahhoz, hogy nanorészecskékké tömörüljenek.
Patrik az ezen a területen végzett szimulációink alapján arra a következtetésre jutott, hogy már most is jelen vannak metastabil részecskék a legyártottak között. Ezeket az eredményeket összevetette a valóságban látottakkal és fel tudott fedezni a szimulációk által is megjósolt metastabil állapotokat. Ezek a változatok azért fontosak, mert olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek nincsenek jelen a stabil változatukban. Például a pályázó által vizsgált réz és ezüst alapú nanorészecskékben stabil állapotukban nem keverednek össze, ametastabil állapotukban viszont képesek a teljes összekeveredésre.