Фазовые переходы первого рода, например, конденсация и испарение, плавление и кристаллизация казалось бы неплохо изучены, но недостаточно хорошо визуализированы. И ученые постарались исправить этот недочет.
Как это происходило:
Использовался сравнительно новый инструмент - атомно-электронная томография. Исследуемый материал вращается в поле действия электронного микроскопа, высокое разрешение которого позволяет добиться четкого трехмерного изображения отдельных атомов внутри образца. Ясно, что большой кусок вещества так не исследуешь, поэтому эксперимент ставили на железо-платиновых наночастицах. Их нагревали до 520°C, и запускали атомно-электронный микроскоп через 9, потом через 7, а потом еще через 10 минут. Кристаллические структуры сплава менялись со временем, происходил переход между двумя различными твердыми фазами, и это было зафиксировано!
Теория оказалась ошибочной
Команда отслеживала внутри наночастицы 33 ядрышка, некоторые всего лишь по 13 атомов. Три раза ученые смогли навестись на одни и те же ядра среди триллионов других атомов вещества. Но самое интересное даже не то, что это можно увидеть на экране, а то, что ядра оказались, вопреки всем теориям и ожиданиям ученых, не идеально круглыми, а неправильной формы. К тому же их граница была не четкой, а размытой. По краям ядер наблюдалась зона смешения двух фаз.
Еще одно разоблачение теории:
А еще, опять же вопреки теории, которая говорит, что при достижении определенного размера, ядра могут только увеличиваться, ядра и уменьшались в размерах, и разделялись, и сливались.
Все эти данные могут помочь при дальнейших исследованиях и разработках, потому что, если ты смог что-то визуализировать, ты можешь попытаться контролировать это.