Bilim insanları, SrFe0.5Co0.5O2.5 (kısaca SFCO) adını verdikleri, dikkat çekici bir metal oksit keşfetti. Bu madde, nispeten düşük sıcaklıklarda oksijen atomlarını bünyesine alıp tekrar salarak adeta "nefes alma" yeteneğine sahip. Bu süreçte kristal yapısı bozulmuyor.
Geçiş metali oksitleri olarak bilinen bu tür maddelerin temel özelliği, oksijen atomları aracılığıyla adeta yeniden programlanabilmeleri. Oksijen atomlarının eklenmesi veya çıkarılmasıyla, malzemenin manyetizma ve iletkenlik gibi özellikleri değiştirilebiliyor.
Bu konsept kanıtı, elektronik cihazlar, temiz enerji sistemleri ve binalarda yaygın olarak kullanılan malzemelerin davranışları üzerinde oksijen aracılığıyla yeni bir kontrol derecesi sağlıyor.
SFCO, stronsiyum, demir ve kobalttan oluşuyor. Ancak "nefes alma" süreci yalnızca kobalt atomlarını etkiliyor. Bu durum, gelecekte malzemelerin daha hassas bir şekilde ayarlanması için yeni fırsatlar sunuyor.
Konuyla ilgili açıklama yapan araştırmacılardan biri, bulgunun iki açıdan çarpıcı olduğunu belirtiyor: "Sadece kobalt iyonları indirgeniyor ve süreç tamamen yeni, ancak kararlı bir kristal yapının oluşmasına yol açıyor."
Malzemenin ince yapraklarından oksijen çıkarıldıkça, daha şeffaf hale geldiği ve daha yalıtkanlaştığı (elektriksel direncinin arttığı) gözlemlendi. Kristal yapının boyutu da hafifçe büyüdü.
Araştırmacıların dikkat çektiği bir diğer önemli keşif ise sürecin geri dönüşümlü olması. Oksijen çıkarılabildiği gibi, oksijen geri döndüğünde SFCO eski haline dönüyor. Bu da malzeme mühendisliği için faydalı bir özellik.
Araştırmacılar SFCO'nun bazı ilginç durum değişiklikleri sunacağını tahmin etseler de, oksijenin eklenip çıkarılmasının neden olduğu tam yeniden düzenlemeleri beklemiyorlardı.
Bir araştırmacı, bu durumu "Kristale ciğer vermişsiniz gibi, komutla oksijen alıp verebiliyor" şeklinde ifade ediyor.
Olası uygulamalardan biri, hidrojen gazından elektrik üreten katı oksit yakıt hücreleri olabilir. Bu hücreler, burada gösterilen sürece dayanıyor: oksijeni kararlı, geri dönüşümlü ve nispeten pratik bir şekilde alıp vermek.
Pratiklik konusuna gelince, araştırmacılar deneylerin nispeten normal koşullarda çalışabilmesiyle gurur duysalar da, henüz dış müdahale olmadan, çok spesifik laboratuvar ortamlarından bahsediyoruz. Bu, gelecekteki çalışmalarda geliştirilebilecek bir alan olsa da, hassas bir şekilde programlanabilen ve hasar görmeden farklı durumlar arasında geçiş yapabilen malzemeler bulmaya çalışan bilim insanları için önemli bir ilerleme olarak görülüyor. Buradaki araştırmalara dayanan başka atılımları da duymayı bekleyebiliriz.
Konuyla ilgili bir diğer araştırmacı, "Bu, gerçek zamanlı olarak kendilerini ayarlayabilen akıllı malzemelerin gerçekleştirilmesi yolunda büyük bir adım" değerlendirmesini yapıyor.
Bu araştırmanın sonuçları, saygın bilim dergilerinden birinde yayımlandı.
