Pravidlo pre vodík

Vedci z Ústavu Fritza Habera v Berlíne a ich kolegovia z výskumného centra v americkom Palo Alto našli pomocou zložitých počítačových simulácií univerzálne platné pravidlo, ktorým sa bude dať predpovedať, do akej miery ovplyvní vodík vlastnosti rôznych systémov ako sú polovodiče, izolátory a rozpúšťadlá. V budúcnosti tak bude ľahšie predpovedať správanie vodíka v nových materiálových systémoch. Aplikácie sa ponúkajú pri vývoji ultrafialových laserových diód, ktoré si vyžaduje ďalšia generácia DVD prehrávačov, pre bezdrôtovú komunikáciu, zásobníky vodíka a systémy palivových článkov.

Pre svoje malé rozmery sa atómy vodíka pridávajú do materiálov, ktorých vlastnosti potom do značnej miery ovplyvňujú. Pri vývoji nových alebo vylepšovaní existujúcich materiálov je preto dôležité vedieť predpovedať, ako sa bude vodík správať v novom prostredí.

Jednou z vlastností vodíka je jeho schopnosť odoberať, resp. odovzdávať materiálu elektróny. Vďaka tomu pôsobí vodík v mnohých materiáloch ako špongia, pretože odstráni nadbytočné elektróny alebo diery (chýbajúce elektróny).

Kľúčová veličina, popisujúca túto vlastnosť vodíka, sa nazýva prechodová úroveň. Doteraz neexistovalo žiadne jednoduché pravidlo na presnú určenie alebo predpoveď tejto úrovne. Chris G. Van de Walle a Jörg Neugebauer si zobrali na pomoc výkonné počítače, ktorými vypočítali prechodové úrovne vodíka v rôznych triedach materiálov. Zistili, že tieto úrovne sú jednotne orientované a ležia prakticky na jednej línii.

Orientácia prechodových úrovní sa neobmedzuje na konkrétne triedy materiálov, ale je úplne univerzálna. Platí pre rôzne systémy ako polovodiče, izolátory a dokonca kvapaliny.

"Naše pravidlo spája doteraz oddelené oblasti výskumu materiálov a biochémie života," konštatoval Neugebauer.

( hy)