تتأثر قيم درجات حرارة انصهار المادة بتصغير أبعاد مقاييس حبيباتها. فعلى سبيل المثال، فإن درجة الحرارة التي يحول عندها تحول فلز الذهب النقي من الحالة الصلبة Solid State إلى الحالة السائلة Liquid State تعرف باسم نقطة الانصهار – Melting Point هي 1064 درجة مئوية. والسؤال الذي يطرح نفسه الآن، هل تتغير هذه القيمة مع تغير أوضاع وترتيب ذرات فلز الذهب الناجمة عن تصغير مقاييس أبعاد حبيباته وزيادة مساحة أسطحه الخارجية؟ يتيح الشكل (5–5) إجابة مباشرة عن هذا السؤال، حيث يوضح العلاقة الطردية التي تربط بين نقطة انصهار فلز الذهب ومقياس أبعاد أقطار حبيباته. وكما هو موضح بالشكل فإن قيمة نقاط انصهار فلز الذهب تختلف باختلاف مقاييس أبعاد أقطار حبيباته، حيث تتناقص بتناقص أقطار تلك الحبيبات تناقصا ملحوظا لتصل إلى نحو 500 درجة مئوية عند تدني مقياس أقطار حبيبات الذهب إلى نحو 1.35 نانومتر ⁽⁴⁾، هذا على الرغم من تساوي حبيبات الذهب ذات الأقطار المختلفة في التركيب الكيميائي وخلوها من الشوائب ومن هذه العلاقة يتضح لنا أنه بالإمكان التأثير في خواص وسلوك المادة من خلال تصغير مقاييس حبيباتها، مما يؤدي إلى تخليق عدة مواد من المادة الرئيسية نفسها بحيث تختلف كل منها عن الأخرى في الخواص والصفات اختلافا كبيرا، وهذا يؤدي إلى اتساع رقعة التطبيقات التكنولوجية للمادة، ومن دون إضافة أي مواد أو عناصر أخرى إليها كما هو متبع في تكنولوجيا تخليق المواد التقليدية حيث تضاف مادة أو أكثر إلى المادة الرئيسية لتغيير صفات معينة أو خواص بها.

ويبرر علماء الفيزياء سبب تناقص قيم نقط انصهار المادة مع تناقص مقاييس حبيباتها إلى الزيادة الطارئة على مساحات أسطحها الخارجية واختلاف مواضع وترتيب ذرات فلز الذهب عما كانت عليه.

الشكل (5–5): يمثل الشكل العلاقة التي تربط بين قيم درجة حرارة نقطة انصهار حبيبات الذهب الخالص (المحور الرأسي) وأنصاف أقطار تلك الحبيبات (المحور الأفقي) ومن هذه العلاقة المبينة بالشكل نستطيع القول إن التلاعب في أوضاع ذرات حبيبات الذهب الناجم عن تصاعد نسب وجود هذه الذرات على الأسطح الخارجية لحبيباته قد غير الخواص الفيزيائية للذهب ومن بينها قيمة درجة حرارة الانصهار له ⁽⁴⁾.

______________________________________
هوامش

(4) M. Attarian Shandiza, et al. Journal of Physics and Chemistry of Solids. Vol. 68 (2007). pp.1396–1399

مواضيع ذات صلة

The mean free path

Collisions between molecules

The specific heats of gases

Atomic processes

حساسات أنابيب الكربون النانوية

المحفزات النانوية

الطرق المستخدمة في الطلاء النانوي

مواد الطلاء النانوية واستخداماتها

تطبيقات الاسلاك النانوية

ماهي الاسلاك النانوية

الأسلاك النانوية

تصنيف المتراكبات النانوية وتطبيقاتها