Lood ontsnapt abrupt aan platheid

Een laagje lood, aangebracht op nikkel, is van het ene op het andere moment bijna niet meer te zien als de temperatuur stijgt. In werkelijkheid vormen de atomen bij een kleine verstoring opeens een compact half bolletje in plaats van een ‘platte pannenkoek’. Onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT hebben dit opmerkelijke verschijnsel voor het eerst gezien

Lood, aangebracht op nikkel, kan dankzij zijn bijzondere elektronische eigenschappen platte 'pannenkoeken' vormen, bestaande uit miljarden atomen in een kristalstructuur. Deze 'pannenkoeken' zijn quantummechanisch gestabiliseerd en ze zijn slechts enkele tientallen atoomlagen hoog: het is lood in vaste vorm. Bij het langzaam verhogen van de temperatuur verandert er aanvankelijk nog niet veel. Totdat bij een bepaalde temperatuur, rond de 520 Kelvin (247 graden Celsius) het hele laagje lood plotseling lijkt te verdwijnen. Zie ook de video hieronder:

Groepsproces

Binnen enkele milliseconden is de 'plak' lood veranderd in een half bolletje met een straal - 'hoogte' - van enkele micrometers. En dat alles bij een temperatuur die ónder de smelttemperatuur van lood ligt. Ook het bolletje is vast materiaal. De massa is dus niet verdwenen, maar heeft een andere ruimtelijke vorm aangenomen. De abrupte omzetting van plat naar bolvormig is te verklaren door te kijken naar de energetisch meest gunstige vorm: een half bolletje is dan de meest effectieve benutting van oppervlak, een pannenkoek is niet erg stabiel. De nu ontdekte supersnelle overgang van twee naar drie dimensies is echter gebaseerd op een delicaat spel tussen meerdere atomen, een soort groepsproces.

Lees hier meer