Kaliforniya Üniversitesi Los Angeles kampüsündeki araştırmacılar, son yüzyıllardır evre geçişlerini açıklayan klasik nükleasyon teorisini sorgulayan yeni bir çalışma yayımladı. Nature Materials dergisinde yer alan araştırmada, bilim insanları atomları tek tek görüntüleyerek kristalleşme sürecini üç boyutlu olarak inceledi. Çalışmanın sonuçları, kristallerin çevresindeki düzensiz maddeden keskin bir sınır ile ayrıldığını öngören geleneksel modelin gerçeği tam olarak yansıtmadığını ortaya koydu.
Araştırmacılar, farklı düzeylerde atomik düzene sahip karmaşık alaşımlardan yapılmış nano parçacıkları kullanarak bu süreci gözlemledi. Nükleusları oluşum aşamalarında dondurarak normalde çok hızlı gerçekleşen bu geçişi yakalama imkânı buldular. Elde edilen üç boyutlu atom haritaları, kristalin en merkezinde yüksek bir düzenlik olduğunu ve bu düzenin dışa doğru kademeli olarak azaldığını gösterdi. Yani sınırlar keskin değil, bir gradyan şeklindeydi.
Bu bulgular, klasik teorisinin aslında yeni formülün bir özel durumu olduğunu düşündürüyor. Yeni geliştirlenen ‘gradyan nükleasyon yolları modeli’, doğanın enerji bariyerini aşmak için basamaklı bir strateji izlediğini açıklıyor. Bu keşif, bulut oluşumundan endüstriyel üretime kadar geniş bir yelpazedeki süreçleri etkileyebilecek yeni teknoloji ve malzeme tasarımına zemin hazırlayabilir.
